METHOD OF PARALLELIZATION OF NUMERICAL ALGORITHMOF NAVIER-STOKES EQUATIONS COMPLETE SYSTEM
https://doi.org/10.31660/0445-0108-2016-2-92-98
Abstract
The article considers the features of numerical construction of solutions of the Navier-Stokes equations full system describing a three-dimensional flow of compressible viscous heat-conducting gas under the action of gravity and Coriolis forces. It is shown that accounting of dissipative properties of viscosity and thermal conductivity of the moving continuum, even with constant coefficients of viscosity and thermal conductivity, as well as the use of explicit difference scheme calculation imposes significant restrictions on numerical experiments aimed at studying the arising complex flows of gas or liquid. First of all, it is associated with a signifi- cant complication of the system of equations, the restrictions on the value of the calculated steps in space and time, increasing the total computation time. One of the options is proposed of algorithm parallelization of numerical solution of the complete Navier - Stokes equations system in the vertical spatial coordinate. This parallelization option can significantly increase the computing performance and reduce the overall time of counting. A comparison of the results of calculation of one of options of gas flow in the upward swirling flow obtained by serial and parallel programs is presented.
About the Authors
R. E. Volkov
Tyumen State University
Russian Federation
Russian Federation
A. G. Obukhov
Tyumen State Oil and Gas University
Russian Federation
Russian Federation
References
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
Review
For citations:
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
Views:
412
Email this article 
Post a Comment 