Суперкомпьютерное исследование нестационарных трехмерных турбулентных течений вязкой несжимаемой жидкости в каналах прямоугольного сечения на основе модели Навье-Стокса

Аннотация

Проведены численные исследования нестационарных трехмерных турбулентных течений воздуха в каналах прямоугольного сечения в рамках классической модели Навье-Стокса на основе системы уравнений, сохраняющих прямую и обратную связь динамических уравнений, уравнения энергии и уравнения состояния. Для этой системы уравнений разработан новый вычислительный разностный метод, ориентированный на использование суперкомпьютеров с общей памятью и позволяющий вести расчеты на сетках с миллионами узлов. Создана система компьютерного анализа результатов расчетов на основе 16-процессорного суперкомпьютера IBM «Regatta». Проведены расчеты в каналах прямоугольного сечения при числе Рейнольдса Re=500. Разработана вычислительная методика для определения энергии, создаваемой трением о стенки каналов, и энергии взаимодействия турбулентных структур при фиксированных моментах времени. Работа выполнена при поддержке РФФИ (коды проектов 07-01-00288а и 08-01-00463). Ключевые слова: нестационарные турбулентные течения, классическая модель Навье-Стокса, уравнения движения, уравнение энергии, уравнение неразрывности, метод покоординатного расщепления, суперкомпьютерное моделирование, энергия турбулентных структур