Implementation des AUSM+-Up Schemas mit impliziter Glättung von Residuen in OpenFOAM Software
Title Alternative:Implementace schématu AUSM+-Up s implicitním vyhlazováním residuí do softwaru OpenFOAM
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Date
2015
Authors
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Publisher
Technická univerzita v Liberci, Česká republika
Abstract
Standardní instalace open-source balíku pro výpočetní mechaniku tekutin OpenFOAM je založena hlavně na schématech kombinujících tlak a rychlost. Tato schémata předurčují typy úloh, které je možné pomocí nich řešit (např. podzvukové nestlačitelné, stlačitelné nebo transsonické). Tento článek se zabývá implementací schématu AUSM+-up založeného na provázání hustoty a rychlosti, které umožňuje řešit problémy mechaniky tekutin v širším intervalu rychlostí. Toto schéma je doplněno o implicitní vyhlazování residuí, které rozšiřuje oblast stability použitého schématu. Proto je pozorován nárůst rychlosti konvergence použitého schématu, které bylo zrychleno šestkrát
Standardowa instalacja pakietu open-source do obliczeniowej mechaniki płynów OpenFOAM oparta jest przede wszystkim na schematach łączących ciśnienie i prędkość. Schematy te określają rodzaje zadań, które można z ich pomocą rozwiązać (np. poddźwiękowe nieściśliwe, ściśliwe lub transsoniczne) Niniejszy artykuł poświęcony jest wdrażaniu schematu AUSM+-up opartego na powiązaniu gęstości i prędkości, które umożliwia rozwiązywanie problemów mechaniki płynów w szerszym przedziale prędkości. Schemat ten został uzupełniony wygładzaniem rezyduów, które rozszerza zakres stabilności zastosowanego schematu. Dlatego obserwowany jest wzrost prędkości konwergencji zastosowanego schematu, która została przyspieszona sześciokrotnie.
The standard installation of open-source package OpenFOAM consists of segregated solvers based on pressure-correction schemes. These schemes specify type of jobs that can be solved, mainly incompressible and subsonic compressible flows. This paper deals with the implementation of coupled scheme with AUSM+-up flux that allows solving fluid problems in all speed regimes. This scheme is complemented by the Implicit Residual Smoothing (IRS), which extends the region of stability. Therefore an increase in the speed of convergence is observed. Acceleration by factor 6 was achieved.
Die Standartinstallation eines Open-source-Pakets OpenFOAM für die Berechnung von Flüssigkeitsströmungen basiert hauptsächlich auf Lösungsschemen, die Druck und Geschwindigkeitsfelder verknüpfen. Diese Schemen geben auf diese Weise lösbare Aufgabentypen vor (z.B. Unterschallströmung, inkompressible/ kompressible oder transsonische Strömung). Dieser Artikel setzt sich mit der Implementierung des Schemas AUSM+-up auseinander, das auf der Verknüpfung von Dichte und Geschwindigkeitsfeldern beruht. Die Lösung eines breiteren Aufgabenfeldes in der Flüssigkeitsberechnung wird dadurch ermöglicht. Mit Hilfe der Glättung von Residuen wird das Schema ergänzt, damit der Stabilitätsbereich erweitert wird. Auf Grund der berechneten Aufgabe wurde die Konvergenz stark beschleunigt und eine sechsfache Geschwindigkeitserhöhung beobachtet.
Standardowa instalacja pakietu open-source do obliczeniowej mechaniki płynów OpenFOAM oparta jest przede wszystkim na schematach łączących ciśnienie i prędkość. Schematy te określają rodzaje zadań, które można z ich pomocą rozwiązać (np. poddźwiękowe nieściśliwe, ściśliwe lub transsoniczne) Niniejszy artykuł poświęcony jest wdrażaniu schematu AUSM+-up opartego na powiązaniu gęstości i prędkości, które umożliwia rozwiązywanie problemów mechaniki płynów w szerszym przedziale prędkości. Schemat ten został uzupełniony wygładzaniem rezyduów, które rozszerza zakres stabilności zastosowanego schematu. Dlatego obserwowany jest wzrost prędkości konwergencji zastosowanego schematu, która została przyspieszona sześciokrotnie.
The standard installation of open-source package OpenFOAM consists of segregated solvers based on pressure-correction schemes. These schemes specify type of jobs that can be solved, mainly incompressible and subsonic compressible flows. This paper deals with the implementation of coupled scheme with AUSM+-up flux that allows solving fluid problems in all speed regimes. This scheme is complemented by the Implicit Residual Smoothing (IRS), which extends the region of stability. Therefore an increase in the speed of convergence is observed. Acceleration by factor 6 was achieved.
Die Standartinstallation eines Open-source-Pakets OpenFOAM für die Berechnung von Flüssigkeitsströmungen basiert hauptsächlich auf Lösungsschemen, die Druck und Geschwindigkeitsfelder verknüpfen. Diese Schemen geben auf diese Weise lösbare Aufgabentypen vor (z.B. Unterschallströmung, inkompressible/ kompressible oder transsonische Strömung). Dieser Artikel setzt sich mit der Implementierung des Schemas AUSM+-up auseinander, das auf der Verknüpfung von Dichte und Geschwindigkeitsfeldern beruht. Die Lösung eines breiteren Aufgabenfeldes in der Flüssigkeitsberechnung wird dadurch ermöglicht. Mit Hilfe der Glättung von Residuen wird das Schema ergänzt, damit der Stabilitätsbereich erweitert wird. Auf Grund der berechneten Aufgabe wurde die Konvergenz stark beschleunigt und eine sechsfache Geschwindigkeitserhöhung beobachtet.
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ISSN
1803-9782