Возможности гибридного метода аппроксимации потоков при моделировании течений сжимаемых сред

  • М.В. Крапошин (ИСП РАН, Москва, Россия)
Аннотация.

Для моделирования течений в широком диапазоне чисел Маха предложен гибридный метод аппроксимации конвективных слагаемых, основанный на схеме Курганова-Тадмора и разновидности метода проекций PISO (Pressure Implicit With Splitting Operators). В работе выполнено тестирование реализации гибридного метода для широкого класса задач с известным аналитическим решением и экспериментальными данными: а) сжимаемые течения — распространение волны в прямом канале (Задача Сода), обтекание плоского клина, обтекание обратного уступа сверхзвуковым потоком, обтекание прямого уступа сверхзвуковым потоком, течение в сверхзвуковом сопле при наличии прямого скачка уплотнения в закритической части; б) несжимаемые течения — дозвуковое течение ламинарного вязкого потока в канале круглого сечения, обтекание цилиндра в ламинарном режиме; обтекание цилиндра турбулентным потоком, течение струй газов со смешением; в) промышленные и академические верификационные задачи — истечение струи газа из сверхзвукового сопла, истечение квазиравновесной расширяющейся струи плазмы в вакуум; г) качественное исследование адекватности модели для задач промышленного масштаба — моделирование течения в высокоскоростном компрессоре, модель гидродинамики водокольцевого насоса. Все материалы работы и исходный код свободно доступны через проект GiHub.

Ключевые слова: математические модели; численное моделирование; численные схемы; сжимаемые течения; акустика; вычислительная гидро- аэро и газодинамика; свободное программное обеспечение.
Издание: Труды Института системного программирования РАН, том 28, вып. 3, 2016, стр. 267-326.
DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(3)-16
ISSN: ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print)