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基于分块非结构化网格上的SIMPLE算法、区域分解算法及MPI并行编程方法，给出了一种并行计算流体力学实旖方案。提出了“串行粗粒度，并行细粒度”的区域分解及网格划分方法；依据内边界网格界面上的通量守恒原则，推导出了子区域间内界面上的变量传递关系式。在魔方计算机上使用500处理器核完成了两类流动问题计算。研究表明，并行计算结果、串行计算结果与基准解吻合很好，通信时间、cache命中率对并行加速比有显著影响。

关键词: 并行计算流体力学 , SIMPLE算法 , 区域分解算法 , 加速比 , MPI

基于SIMPLE的紧致方法

张昆 , 杨茉

工程热物理学报

通过泰勒展式系数匹配的方法发展了基于非等距网格的有限容积紧致格式,采用延迟修正的方法建立了基于SIMPLE的紧致方法,,该方法能够得到高精度的数值解,增加迭代求解代数方程组的稳定性。对底部加热的方腔内自然对流换热问题进行数值模拟,结果表明,紧致方法比二阶中心差分方法具有更高的精度。

关键词: 有限容积紧致格式 , SIMPLE算法 , 对流换热 , 非等距网格

采用延时修正法实施QUICK格式模拟提拉单晶体的生长

宇慧平 , 隋允康 , 张峰翊 , 王学锋

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2003.06.022

为了数值模拟提拉(又名Czochralski)法获得单晶体的生长过程,本文采用有限容积法离散控制方程,采用非均匀的交错网格避免不合理的振荡压力场,采用三阶精度QUICK (Quadratic Upwind Interpolation of Convective Kinematics)格式离散对流项,采用延时修正来实施QUICK格式获得满足主对角占优的代数方程组,采用SIMPLE(Semi-implicit Method for Pressure Linked Equations)算法耦合压力和速度场,给出了基于上述方法的方程、算法,并发展了程序,计算了Wheeler标准问题,计算结果与文献相当一致,同时本算法能模拟计算高葛拉晓夫数时的流动,显示出非均匀网格QUICK格式模拟晶体生长的优越性;另外本文将这一算法运用到单晶硅的数值模拟中,计算结果令人满意.

关键词: 提拉法 , QUICK格式 , SIMPLE算法 , 交错网格

模拟Casson流体的非结构化网格SIMPLE算法

周高领 , 陈斌

工程热物理学报

为模拟复杂形状血管内的血液流动,本文考虑血液的非牛顿流变特性开发了适用于Casson流体的非结构化同位网格SIMPLE算法.离散动量方程时,对流项和源项的处理方法和牛顿流体类似.对于扩散项,为了避免黏度是剪切率的复杂函数所导致的复杂性,将黏度取为上一迭代步的流场获得的Casson流体黏度.经过以上处理对Casson流体动量方程的离散就可以参考变黏度牛顿流体的动量方程离散方法来进行,再利用基于非结构化同位网格的SIMPLE算法进行求解.该方法对其它切应力等于速度变形率与黏性函数乘积的非牛顿模型同样适用.利用本文算法模拟了T型分叉管中的血液流动,与文献中的实验结果对比发现,Casson流体得到的结果优于牛顿流体,说明采用Casson模型模拟血液流动是成功和必要的.

关键词: Casson流体 , 非结构化网格 , 有限体积法 , SIMPLE算法

热声波数值模拟的虚假振荡研究

刘继平 , 周志杰 , 种道彤 , 严俊杰

工程热物理学报

采用可压缩流动的SIMPLE算法对一维封闭空腔内由边界突然加热所引起的非稳态热声波进行了数值模拟,对流-扩散项采用了中心差分、一阶迎风差分、QUICK、及MUSCL等不同格式.计算表明各种格式均存在不同程度的虚假振荡现象,其大小与热声波的强度及离散格式的形式等多种因素有关.这些结果对热声波的进一步研究及高效可靠的对流差分格式的开发具有重要意义.

关键词: 热声对流 , SIMPLE算法 , 数值振荡 , 可压缩流动

鼓风管对热风炉鼓风室气流分布的影响

赵民革 , 胡日君 , 程树森 , 高征铠

钢铁

利用计算流体力学方法研究了鼓风管数目和布置方式对高炉内燃式热风炉鼓风室内冷风气流分布的影响.由k-e双方程湍流模型建立了数学模型,并采用SIMPLE算法进行计算.模拟结果表明:不论是单管鼓风还是双管鼓风,都存在着比较严重的"偏流"现象;中心单鼓风管鼓风比偏侧单鼓风管鼓风更有利于鼓风室内气流分布;对称双鼓风管鼓风比单鼓风管鼓风更有利于鼓风室内气流的均匀.

关键词: 内燃式热风炉 , 气流分布 , 数值模拟 , κ-ε双方程 , SIMPLE算法