МЕТОД РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ АЛГОРИТМА ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ПОЛНОЙ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ-СТОКСА
Аннотация
Рассматриваются особенности численного построения решений полной системы уравнений Навье - Стокса, описывающей трехмерные течения сжимаемого вязкого теплопроводного газа в условиях действия сил тяжести и Кориолиса. Учет диссипативных свойств вязкости и теплопроводности движущейся сплошной среды даже при постоянных коэффициентах вязкости и теплопроводности, а также использовании явной разностной схемы расчета, накладывает существенные ограничения на проведение численных экспериментов по изучению возникающих сложных течений газа или жидкости. Прежде всего это связано со значительным усложнением системы уравнений, ограничениями на величины расчетных шагов по пространству и времени, возрастанием общего времени счета. Предложен один из вариантов распараллеливания алгоритма численного решения полной системы уравнений Навье - Стокса по вертикальной пространственной координате. Данный вариант распараллеливания позволяет значительно увеличить производительность вычислений и сократить общее время счета. Проводится сопоставление результатов расчета одного из вариантов течения газа в восходящем закрученном потоке последовательной и параллельной программами.
Об авторах
Р. Е. Волков
Тюменский государственный университет
Россия
Россия
А. Г. Обухов
Тюменский государственный нефтегазовый университет
Россия
Россия
Список литературы
1. Баутин С. П, Обухов А. Г. Математическое моделирование разрушительных атмосферных вихрей. - Новосибирск: Наука, 2012. - 152 с
2. Баутин С. П., Обухов А. Г. Моделирование спиральных течений в придонной части восходящего закрученного потока. - Екатеринбург: УрГУПС, 2011. - 80 с
3. Баутин С. П., Белова Е. Д., Замыслов В. Е., Крутова И. Ю., Мезенцев А. В., Обухов А. Г., Баутин П. С. Математическое моделирование природных восходящих закрученных потоков типа торнадо: труды X Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. - Н. Новгород: Изд-во ННГУ им. Н. И. Лобачевского, 2011. - № 4. - Ч. 2. - 594 с
4. Баутин С. П., Обухов А. Г. Математическое моделирование и численный расчет течений в придонной части тропического циклона // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математические науки. Информатика - 2012. - № 4. - С. 175-183
5. Обухов А. Г. Математическое моделирование и численные расчеты течений в придонной части торнадо // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математические науки. Информатика - 2012. - № 4. - С. 183-189
6. Баутин С. П., Обухов А. Г. Математическое моделирование придонной части восходящего закрученного потока // Теплофизика высоких температур. - 2013. - Т. 51. - № 4. - С. 567-570
7. Баутин С. П., Крутова И. Ю., Обухов А. Г., Баутин К. В. Разрушительные атмосферные вихри: теоремы, расчеты, эксперименты. - Новосибирск: Наука; Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2013. - 215 с
8. Bautin S. P., Obukhov A. G. Mathematical Simulation of the Near-Bottom Section of an Ascending Twisting Flow // High Temperature. - 2013. - V. 51. - No. 4. - P. 509-512
9. Баутин С. П. Торнадо и сила Кориолиса. - Новосибирск: Наука, 2008. - 96 с
10. Абдубакова Л. В., Обухов А. Г. Численный расчет скоростных характеристик трехмерного восходящего закрученного потока газа // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2014. - № 3. - С. 88-94
11. Обухов А. Г., Абдубакова Л. В. Численный расчет термодинамических характеристик трехмерного восходящего закрученного потока газа // Вестник Тюменского государственного университета. Физико- математические науки. Информатика. - 2014. - № 7. - С. 157-165
12. Абдубакова Л. В., Обухов А. Г. Численный расчет термодинамических параметров закрученного потока газа, инициированного холодным вертикальным продувом // Известия вузов. Нефть и газ. - 2014. - № 5. - С. 57-62
13. Обухов А. Г., Баранникова Д. Д. Особенности течения газа в начальной стадии формирования теплового восходящего закрученного потока // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2014. - № 6. - С. 65-70
14. Обухов А. Г., Сорокина Е. М. Математическое моделирование и численный расчет трехмерного конвективного течения газа // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2013. - № 6. - С.57-63
15. Сорокина Е. М., Обухов А. Г. Численное исследование температурной зависимости скоростных характеристик нестационарного конвективного течения газа // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математические науки. Информатика. - 2014. - № 7. - С. 147-156
16. Сорокина Е. М., Обухов А. Г. Численный расчет скоростей конвективного течения газа при кольцеобразной схеме нагрева // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2015. - № 3 - С. 84-90
17. Баутин С. П. Представление решений системы уравнений Навье - Стокса в окрестности контактной характеристики // Прикладная математика и механика. - 1987. - Т. 51. - Вып. 4. - С. 574-584
18. Баутин С. П. Характеристическая задача Коши и ее приложения в газовой динамике. - Новосибирск: Наука, 2009. - 368 с
19. Баутин С. П., Обухов А. Г. Одно точное стационарное решение системы уравнений газовой динамики // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2013. - № 4. - С. 81-86
20. Баутин С. П., Обухов А. Г. Об одном виде краевых условий при расчете трехмерных нестационарных течений сжимаемого вязкого теплопроводного газа // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2013. - № 5. - С.55-63
21. Библиотека параллельных задач (TPL) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/dd460717
22. Параллельное программирование с помощью языка C#. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.microsoftvirtualacademy.com/training-courses/parallel-programming-c-sharp-rus
Для цитирования:
Волков Р.Е., Обухов А.Г. МЕТОД РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ АЛГОРИТМА ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ПОЛНОЙ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ-СТОКСА. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2016;(2):92-98. https://doi.org/10.31660/0445-0108-2016-2-92-98
For citation:
Volkov R.E., Obukhov A.G. METHOD OF PARALLELIZATION OF NUMERICAL ALGORITHMOF NAVIER-STOKES EQUATIONS COMPLETE SYSTEM. Oil and Gas Studies. 2016;(2):92-98. (In Russ.) https://doi.org/10.31660/0445-0108-2016-2-92-98
Просмотров: 162
Послать статью по эл. почте 
Оставить комментарий 