Научная статья на тему 'Расчет динамики смесей газ-полидисперсная пыль с жестким трением в многожидкостной гидродинамике сглаженных частиц'

Расчет динамики смесей газ-полидисперсная пыль с жестким трением в многожидкостной гидродинамике сглаженных частиц Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
30
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Расчет динамики смесей газ-полидисперсная пыль с жестким трением в многожидкостной гидродинамике сглаженных частиц»

Методы частиц: вычислительные аспекты и современные приложения

183

or in presence of vortex particles which are far enough from the airfoil. The aim of this paper is to develop an accurate numerical scheme suitable for vortex sheet intensity reconstruction taking into account the influence of closely placed vortex particles, when space discretization of the airfoil surface line is not enough for traditional Galerkin-type methods. This problem is solved by analytical estimation of the contribution of closely placed vortex particles, while the Galerkin technique is used for its correction.

The research is partially supported by Russian Foundation for Basic Research (project 20-08-01076). References

1. Dynnikova G.Ya. Vortex motion in two-dimensional viscous fluid flows // Fluid Dynamics. 2003. V. 38, No 5. Pp. 670-678.

2. Dynnikova G.Ya. The Lagrangian approach to solving the time-dependent Navier-Stokes equations // Doklady Physics. 2004. V. 49, No. 11. Pp. 648-652.

3. Kuzmina K.S., Marchevskii I.K. On the Calculation of the Vortex Sheet and Point Vortices Effects at Approximate Solution of the Boundary Integral Equation in 2D Vortex Methods of Computational Hydrodynamics // Fluid Dynamics. 2019. V. 54, No. 7. Pp. 991-1001.

Расчет динамики смесей газ-полидисперсная пыль с жестким трением в многожидкостной гидродинамике сглаженных частиц

О. П. Стояновская1,2, М. Н. Давыдов1-2, М. С. Арендаренко2, Е. А. Исаенко2, Т. В. Маркелова1,2,3, В. Н. Снытников1,2,3

1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН

2Новосибирский государственный университет

3Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН Email: o.p.sklyar@gmail.com DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10317

Для моделирования динамики газа с полидисперсными частицами на макроуровне необходимо решать гидродинамические уравнения с несколькими релаксационными слагаемыми, ответственными за передачу импульса от газа к частицам и наоборот. Для мелкодисперсных частиц время релаксации скорости частиц к скорости газа может быть намного короче времени движения газа, т. е. являться малым параметром. В этом случае задача становится жесткой, а ее решение вычислительно трудоемким. Мы представляем новый эффективный метод расчета трения в двухфазной полидисперсной среде для гидродинамики сглаженных частиц (Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH), который позволяет проводить расчеты с пространственным и временным разрешением, не зависящим от малого параметра задачи. В нашей реализации газ и каждая фракция дисперсной фазы моделируются различными наборами частиц. Метод основан на 1) линейной интерполяции скоростей при расчете трения, 2) неявной аппроксимации слагаемых, ответственных за перенос трения, 3) решении системы линейных алгебраических уравнений с матрицей специального вида алгоритмом квадратичной, а не кубической сложности. Изучены свойства предложенного метода на одномерных задачах с эталонными решениями.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (код проекта 19-71-10026).

Algorithms of distributed computation on heterogeneous systems with many devices for PCI SPH methods

S.S. Khayrulin

A.P. Ershov Institute Of Informatics Systems SB RAS Novosibirsk State University Email: skhayrulin@iis.nsk.su DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10318

New methods developed by mathematicians, physicists, and programmers in collaboration with biologists make it possible to create computer models of complex living systems which adequately reproduce the properties of that systems. Detailed mathematical models along with its numerical implementation accounting for basic biomechanical principles are to be in great demand for further research in biology and medicine. For example in project OpenWorm [1] mainly aimed at the possibility of recreating a digital copy of an entire organism (C.elegans) in one integrated model. The PCISPH algorithm is used for implementation in computer

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.