计算物理 ›› 2003, Vol. 20 ›› Issue (1): 1-8.

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基于Boltzmann模型方程的气体运动论HPF并行算法

李志辉1,2, 张涵信2, 符松1   

  1. 1. 清华大学工程力学系, 北京 100084;
    2. 中国空气动力研究与发展中心, 四川 绵阳 621000
  • 收稿日期:2001-09-17 修回日期:2002-02-07 出版日期:2003-01-25 发布日期:2003-01-25
  • 作者简介:李志辉(1968-),男,四川眉山,副研究员,博士后,从事DSMC方法应用研究和基于Boltzmann方程从稀薄流到连续流的气体运动论有限差分数值算法及HPF并行计算研究.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(19972008、90205009);国防预研基金资助项目

Gas Kinetic HPF Parallel Algorithm Using Boltzmann Model Eguation

LI Zhi-hui1,2, ZHANG Han-xin2, FU Song1   

  1. 1. Department of Engineering Mechanics, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
    2. China Aerodynamics Research and Development Center, Mianyang 621000, China
  • Received:2001-09-17 Revised:2002-02-07 Online:2003-01-25 Published:2003-01-25

摘要: 从修正的BGK Boltzmann模型方程出发,引入离散速度坐标技术对气体分子速度分量进行离散降维,基于非定常时间分裂数值计算方法和无波动、无自由参数的NND耗散差分格式,发展直接求解气体分子速度分布函数的气体运动论有限差分数值格式,提出一套能有效模拟各流域三维绕流问题的气体运动论统一算法.在分析研究气体运动论数值算法内在并行度的基础上,开展各流域三维绕流问题统一算法的HPF(高性能FOR TRAN)并行化程序设计,建立一套能有效模拟各流域复杂外形体绕流的HPF并行算法软件.并进行了不同Knudsen(克努森)数下三维球体绕流及类"神舟号"返回舱外形体绕流的初步数值实验,将计算结果与过渡区有关实验数据及各流域气体绕流现象进行比较分析,证实了发展的气体运动论HPF并行算法在求解稀薄流到连续流不同流域复杂绕流问题方面的可行性.

关键词: 气体运动论, Boltzmann模型方程, 离散速度坐标法, NND差分格式, HPF并行计算

Abstract: Supported by the Science Foundation of China Academy of Engineering Physics under the Grant No.20010660

Key words: gas kinetic theory, Boltzmann-model eguation, discrete velocity ordinate method, NND finite difference scheme, HPF parallel algorithm

中图分类号: