, Россия
BISAC MAT042000 Optimization
Данная работа посвящена сравнительному анализу точности численных методов. Сравнительная оценка точности выполнена для численных методов, представленных в виде решателей, интегрированных в открытый пакет sotware OpenFOAM. Для численного решения задачи о сверхзвуковом обтекании конуса выбраны три различных решателя OpenFOAM. Угол атаки, полуугл конуса и число Маха изменялись в выбранных диапазонах с определенным шагом. Данный подход реализуется с помощью обобщенного вычислительного эксперимента, позволяющего на основе параллельных технологий одновременно решать одну и ту же базовую задачу с различными входными параметрами. Был проведен ряд тестовых расчетов. Проанализированы поля отклонений газодинамических величин для всех решателей. Построение обобщенного вычислительного эксперимента позволило сравнить точность рассмотренных решателей не только для одной отдельно взятой задачи, но и для класса задач, задаваемых диапазонами изменения определяющих параметров. Такая оценка точности может быть очень полезна пользователям программного комплекса при выборе решателя. Кроме того, полученные результаты могут быть полезны разработчикам программ.
сравнительный анализ точности, сжимаемый поток, сверхзвуковой поток, OpenFOAM
1. Bondarev A.E., Kuvshinnikov A.E. Comparative study of the accuracy for OpenFOAM solvers. - 2017 Ivannikov ISPRAS Open Conference (ISPRAS), Moscow, pp. 132-136, 2017.
2. Bondarev A.E., Kuvshinnikov A.E. Analysis of the accuracy of OpenFOAM solvers for the problem of supersonic flow around a cone. - In: Shi Y. et al. (eds) Computational Science - ICCS 2018. ICCS 2018. Lecture Notes in Computer Science, vol. 10862. Springer, Cham, 2018.
3. Krasil'shchikov A.P., Gur'yashkin L.P. Eksperimental'nye issledovaniya tel vrashcheniya v giperzvukovykh potokakh. [Experimental investigations of bodies of rotation in hypersonic flows]. - Moscow: FIZMATLIT, 2007. [In Russian]
4. OpenFOAM Foundation. [Online]. Available: http://www.openfoam.org.
5. Kurganov A., Tadmor E. New high-resolution central schemes for nonlinear conservation laws and convection-diffusion equations. // J. Comput. Phys., vol. 160, pp. 241-282, 2000.
6. Greenshields C.J., Weller H.G., Gasparini L., Reese J.M. Implementation of semi-discrete, non-staggered central schemes in a colocated, polyhedral, finite volume framework, for high-speed viscous flows. // Int. J. Numer. Meth. Fluids, vol. 63, no. 1, pp. 1-21, 2010.
7. Issa R. Solution of the implicit discretized fluid flow equations by operator splitting. // J. Comput. Phys., vol. 62, no. 1, pp. 40-65, 1986.
8. Kraposhin M., Bovtrikova A., Strijhak S. Adaptation of Kurganov-Tadmor numerical scheme for applying in combination with the PISO method in numerical simulation of flows in a wide range of Mach numbers. // Procedia Computer Science, vol. 66, pp. 43-52, 2015.
9. Babenko K.I., Voskresenskii G.P., Lyubimov A.N., Rusanov V.V. Prostranstvennoe obtekanie gladkikh tel ideal'nym gazom, [Three-dimensional ideal gas flow past smooth bodies]. - Мoscow: Nauka, 1964. [In Russian]
10. Karvatskii A.Ya., Pulinets I.V., Lazarev T.V., Pedchenko A.Yu. Chislennoe modelirovanie sverkhzvukovogo obtekaniya klina s primeneniem svobodnogo otkrytogo programmnogo koda. [Numerical modelling of supersonic flow around a wedge with the use of free open software code OpenFOAM]. - Space science and technology, vol. 21, no. 2, pp. 47-52, 2015. [In Russian]
11. Gutierrez L.F., Tamagno J.P., Elaskar S.A. High speed flow simulation using OpenFOAM. // Mecanica Computacional, vol. XXXI, Salta, Argentina, pp. 2939-2959, 2012.
12. Lorenzon D., Elaskar S.A. Simulacion de flujos supersonicos bidimensionales y axialmente simetricos con OpenFOAM. // Revista de la Facultad de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales, vol. 2, no. 2, pp. 65-76, 2015.
