شبیه سازی جریان های برشی با استفاده از پردازش موازی و روش های فشرده مرتبه بالا

در این مقاله یکی از مسایل اصلی خانواده جریان‌های برشی آزاد یعنی مسأله لایه برشی آشفته با روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (LES) تجزیه و تحلیل می‌شود. شبیه‌سازی درست این مسأله نشان دهنده توانایی که عددی ایجاد شده برای استفاده در مسأله جت آشفته می‌باشد زیرا مسأله جت آشفته در واقع از دو لایه برشی تشکیل شده است. برای شبیه‌سازی درست میدان آکوستیک و میدان آشفته با استفاده از شبیه‌سازی مستقیم یا شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ باید از روش‌های عددی با دقت بالا استفاده شود، از این رو روش فشرده مرتبه شش برای گسسته‌سازی مکانی و روش رونگا-کوتا مرتبه چهار برای انتگرال‌گیری زمانی مورد استفاده قرار گرفته است. در شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ اثر مقیاس‌های زیر شبکه بر مقیاس‌های بزرگ باید به درستی مدل شود از این رو روش اسماگورینسکی برای مقیاس‌های زیر شبکه مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از روش‌های شبیه‌سازی مستقیم و شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ مستلزم استفاده از شبکه‌های عددی بسیار ریز است که نیاز به حافظه بسیار زیاد برای ذخیره داده‌های رایانه‌ای و زمان بسیار بالا برای حل عددی دارد. در نتیجه برای رفع این مانع در حل مسایل کاربردی باید از کامپیوترهای موازی بهره برد. در این کار تحقیقاتی، بعد از تهیه کد سری، با استفاده از دستورات کتابخانه استاندارد MPI کد به صورت موازی درآمده و بر روی کامپیوترهای موازی اجرا گردید.

کلیدواژه ها:

شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ ، روش فشرده ، پردازش موازی ، لایه برشی