随机扰动下三维流体界面不稳定性的并行计算

计算物理 ›› 2001, Vol. 18 ›› Issue (6): 539-543.

随机扰动下三维流体界面不稳定性的并行计算

唐维军¹, 赵宁², 李晓林³, 张景琳¹, 蔚喜军¹

1. 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室, 北京 100088;
2. 南京航空航天大学空气动力学系, 江苏南京 210016;
3. Department of Applied Mathematics and Statistics, SUNY at Stony Brook, Stony Brook, 11794, USA

收稿日期:2001-03-14 修回日期:2001-05-18 出版日期:2001-11-25 发布日期:2001-11-25
作者简介:唐维军(1965-),男,湖南湘潭,副研究员,从事计算数学及计算流体力学方面的研究.
基金资助:
国家自然科学基金重大项目(19932010);惯性约束聚变青年科学基金(青200102);计算物理实验室试点基金;国家自然科学基金(10072028)资助项目

PARALLEL COMPUTATION OF FLUID INTERFACE INSTABILITY IN THREE DIMENTION WITH RANDOM PERTURBATION

TANG Wei-jun¹, ZHAO Ning², LI Xiao-lin³, ZHANG Jing-lin¹, YU Xi-jun¹

1. Laboratory of Computational Physics, Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100088, P R China;
2. Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 210016, P R China;
3. Department of Applied Mathematics and Statistics, SUNY at Stony Brook, Stony Brook, 11794, USA

Received:2001-03-14 Revised:2001-05-18 Online:2001-11-25 Published:2001-11-25

摘要/Abstract

摘要： 对三维流体界面不稳定性的数值模拟引进了新的数值计算方法,并在MPI并行计算环境下进行了数值模拟.利用LevelSet方法确定界面位置,零水平集对应界面位置.对应离散LevelSet方程和界面两侧的两套Euler方程,借助于Ghost网格方法来完成离散.对最后网格点上的两套状态量的辨认依赖于该点的LevelSet值的符号.并进行了数值计算.

关键词: 界面不稳定性, Level Set方法, TVD格式, Ghost方法, 并行计算

Abstract: Computation of three dimensional fluid interface instability with random perturbation is performed on a 8 CPU personal parallel computer system.The parallel computation platform is a message passage interface (MPI).A second order TVD scheme with Ghost method is applied with a fully parallel algorithm to the 3D Euler equations.Level Set function is used to track the motion of a fluid interface in an Eulerian framework.Buffer zone and data communication are discussed.The number of computation meshes is about 1 million.Bubble evolution with random perturbation in Rayleigh Taylor instability is obtained by numerical simulation.

Key words: parallel algorithm, random perturbation, Level Set method, Ghost method

中图分类号:

O246

唐维军, 赵宁, 李晓林, 张景琳, 蔚喜军. 随机扰动下三维流体界面不稳定性的并行计算[J]. 计算物理, 2001, 18(6): 539-543.

TANG Wei-jun, ZHAO Ning, LI Xiao-lin, ZHANG Jing-lin, YU Xi-jun. PARALLEL COMPUTATION OF FLUID INTERFACE INSTABILITY IN THREE DIMENTION WITH RANDOM PERTURBATION[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2001, 18(6): 539-543.

[1]	李凌霄, 翟传磊, 谢辉, 施意. 一种求解三维热辐射输运方程的整体预处理迭代方法及并行计算[J]. 计算物理, 2021, 38(3): 269-279.
[2]	范宣华, 王柯颖, 肖世富, 陈璞. 强脉动压力下飞行器随机振动分析算法与并行实现[J]. 计算物理, 2021, 38(2): 192-198.
[3]	严小松, 杨建伦, 羊奕伟. 康普顿相机图像重建中的快速滤波反投影算法[J]. 计算物理, 2020, 37(2): 153-162.
[4]	彭浩, 单鸣雷, 朱昌平, 姚澄. LBM伪势MRT三维模型GPU并行计算的性能优化[J]. 计算物理, 2018, 35(5): 554-562.
[5]	于晨阳, 范宣华, 王柯颖, 肖世富. 基于PANDA平台的多点基础激励谐响应的并行计算[J]. 计算物理, 2018, 35(4): 443-450.
[6]	李凌霄. 不可压缩流基于块预处理的并行有限元计算[J]. 计算物理, 2018, 35(2): 151-160.
[7]	包芸, 叶孟翔, 罗嘉辉. 湍流热对流的高效并行直接求解方法[J]. 计算物理, 2017, 34(6): 651-656.
[8]	刘旭, 徐小文, 张爱清. 面向结构网格自适应并行计算的矩形区域求差集快速算法[J]. 计算物理, 2017, 34(5): 563-573.
[9]	徐幼平, 程煜峰, 王斌, 郭红, 普业, 程锐. 基于JASMIN框架的区域大气模式并行程序开发及试验[J]. 计算物理, 2017, 34(1): 47-60.
[10]	张若兴, 侯士敏, 丑强. 基于第一性原理量子输运模拟的并行计算[J]. 计算物理, 2015, 32(6): 631-638.
[11]	任健, 武林平, 申卫东. 基于JASMIN框架多物理耦合程序的性能优化及分析[J]. 计算物理, 2015, 32(4): 431-436.
[12]	朱炼华, 郭照立. 基于格子Boltzmann方法的多孔介质流动模拟GPU加速[J]. 计算物理, 2015, 32(1): 20-26.
[13]	程汤培, 莫则尧, 邵景力. 基于JASMIN的地下水流大规模并行数值模拟[J]. 计算物理, 2013, 30(3): 317-325.
[14]	任健, 魏军侠, 曹小林. 基于JASMIN框架的辐射流体与粒子输运耦合计算[J]. 计算物理, 2012, 29(2): 205-212.
[15]	张僡凤, 欧阳洁, 代向艳. 耦合有限体积法的Brown构型场并行算法[J]. 计算物理, 2012, 29(1): 17-24.