离散统一气体动理学算法(Discrete Unified Gas Kinetic Scheme,DUGKS)是一种多尺度计算流体力学方法,该方法适用于所有流域的流体力学模拟。在三维不可压缩热流体的仿真中,原始双分布DUGKS的算法结构较为复杂,且时间步长受限于较小的CF...离散统一气体动理学算法(Discrete Unified Gas Kinetic Scheme,DUGKS)是一种多尺度计算流体力学方法,该方法适用于所有流域的流体力学模拟。在三维不可压缩热流体的仿真中,原始双分布DUGKS的算法结构较为复杂,且时间步长受限于较小的CFL数(CFL<1),其计算效率亟待提升。在对原始DUGKS的研究中发现,可以通过改变原始算法中对微通量的求解方式来优化算法结构,发展一种三维热流体简化DUGKS。理论上,简化DUGKS可以使计算量节约50%左右。三维自然对流的数值模拟结果则进一步表明:在相同的计算网格和时间步长下,简化DUGKS的数值精度与原始DUGKS相当,其计算速度接近原始DUGKS的2倍;简化DUGKS在CFL数为1.7时仍能获得精确的预测结果,采用较大的时间步长可以使计算成本进一步节约70%。算法结构的简化和数值稳定性的提高使DUGKS的计算效率大幅提升。展开更多
文摘离散统一气体动理学算法(Discrete Unified Gas Kinetic Scheme,DUGKS)是一种多尺度计算流体力学方法,该方法适用于所有流域的流体力学模拟。在三维不可压缩热流体的仿真中,原始双分布DUGKS的算法结构较为复杂,且时间步长受限于较小的CFL数(CFL<1),其计算效率亟待提升。在对原始DUGKS的研究中发现,可以通过改变原始算法中对微通量的求解方式来优化算法结构,发展一种三维热流体简化DUGKS。理论上,简化DUGKS可以使计算量节约50%左右。三维自然对流的数值模拟结果则进一步表明:在相同的计算网格和时间步长下,简化DUGKS的数值精度与原始DUGKS相当,其计算速度接近原始DUGKS的2倍;简化DUGKS在CFL数为1.7时仍能获得精确的预测结果,采用较大的时间步长可以使计算成本进一步节约70%。算法结构的简化和数值稳定性的提高使DUGKS的计算效率大幅提升。
