国家自然科学基金(10872222)
- 作品数：5 被引量：6H指数：2
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- 二维方腔内热表面张力流的格子Boltzmann方法模拟
- 2012年
- 热表面张力驱动的对流是微重力下浮区法晶体生长中熔体最重要的物质与热输运方式。采用单松弛双分布函数格子Boltzmann模型,自主开发了相应的格子Boltzmann方法的串行和MPI并行程序包,并应用该程序包对开口方腔内流体的二维热表面张力对流进行了数值模拟研究。其中串行程序合并碰撞迁移过程和引入临时数组以连续读入分布函数,相比分开碰撞迁移过程,计算性能提高了二倍;在此基础上,采用单向计算区域分区和非阻塞通信模式,实现了MPI版格子Boltzmann并行程序包开发。对比基于传统有限体积法CFD程序计算结果表明,串行和MPI并行版格子Boltzmann程序包计算结果精确可靠;并行程序具有较好的性能。
- 梁功有曾忠姚丽萍张良奇邱周华梅欢
- 关键词：格子BOLTZMANN方法并行计算
- 组合线圈磁场下的液桥热表面张力流被引量：3
- 2012年
- 为了优化外加磁场对对流控制作用,该文主要研究了轴向载流线圈磁场,横向四载流线圈磁场及其组合磁场对液桥热表面张力对流的控制。研究结果表明:轴向载流线圈磁场可有效抑制熔体的径向流动,并改善熔体对流的轴对称性;而横向载流线圈磁场可有效地抑制熔体轴向的对流,但是会破坏熔体对流的轴对称性。合理布置的轴向载流和横向四载流线圈的组合磁场同时保留了轴向载流线圈磁场的轴对称影响和横向四载流的轴向抑制作用,可以达到更好的控制熔体对流的效果,有利于从浮区法晶体生长中获得高质量晶体。
- 李亮曾忠姚丽萍陈朝波陈景秋
- 关键词：磁场浮区法晶体生长数值模拟
- 用CE/SE法对弯曲与分叉河道的溃坝洪水波的数值研究
- 2010年
- 对作者的二维溃坝洪水波的数学模型进一步推广,得到了一般形式的基于任意四边形网格的时空守恒元和解元方法(简称CE/SE法)的新的格式。CE/SE法从守恒积分型浅水方程出发,设立守恒元和解元,严格保证其物理意义上的守恒律,并且构造思想简单,格式通用性好。首先采用CE/SE法计算等宽矩形河道的溃坝洪水波,并与Stoker解析解进行比较,在此基础上,数值模拟了180度强弯曲河道、45度三支分叉河道的二维溃坝洪水波的演进过程,揭示了溃坝洪水波在弯曲河道中内外两岸速度与水位的变化,在分叉河道中自动进行流量与动量的再分配,在分叉点处形成旋涡,水位变化剧烈等复杂的运动特征,算例结果表明基于任意四边形网格的CE/SE法精度高,稳定性好,该格式对各种不规则几何区域内的溃坝问题具有较强的适应性,对溃坝洪水波的间断具有较高的分辨率。
- 文岑张永祥陈景秋曾忠
- 关键词：溃坝洪水波浅水方程弯曲河道
- 封闭方腔内自然对流的格子Boltzmann方法模拟
- 采用耦合双分布函数模型,基于泰勒级数展开和最小二乘格子Boltzmann方法(TLLBM),数值模拟了封闭方腔内的自然对流。模拟结果与文献已有结果相比表明,TLLBM所得结果是精确可靠的。
- 梁功有曾忠张永祥张良奇姚丽萍邱周华
- 关键词：格子BOLTZMANN方法非均匀网格自然对流
- 格子Boltzmann方法三维并行程序设计被引量：1
- 2011年
- 采用单松弛不可压缩D3Q19格子Boltzmann模型,自主开发了基于性能优化和MPI并行的程序包。程序通过合并碰撞迁移过程和引入临时数组以连续读入分布函数的优化处理,使程序计算性能得以大幅提高。并行程序在遵循负载均衡原则下采用单向区域分解,使用非阻塞通信模式进行数据交换,同时采用并行I/O以便各个进程同步进行I/O操作。通过对三维顶盖驱动流的数值模拟,验证了该程序的正确性及其并行效率。
- 梁功有曾忠张良奇谢海琼
- 关键词：格子BOLTZMANN方法MPI并行并行I/O
- Effect of Rotating Magetic Field on Three-dimensional Instabilities of Thermocapillary Convection under Microgravity
- Thermocapillary flow dominates melt convection in floating zone crystal growth under microgravity,and a steady...
- H. MizusekiY. Kawazoe
- 关键词：MICROGRAVITY
- 极坐标系下Fourier-Legendre谱元方法与有限差分法数值扩散的比较被引量：2
- 2013年
- 提出一种Fourier-Legendre谱元方法用于求解极坐标系下的Navier-Stokes方程,其中极点所在单元的径向采用Gauss-Radau积分点,避免了r=0处的1/r坐标奇异性。时间离散采用时间分裂法,引入数值同位素模型跟踪同位素的输运过程验证数值模拟的精度,分别利用谱元法和有限差分法的迎风差分格式求解匀速和加速坩埚旋转流动中的同位素方程。计算结果表明,有限差分法中的一阶迎风差分格式存在严重的数值假扩散,二阶迎风差分格式的数值结果较精确,增加节点可以有效地缓解数值扩散。然而,谱元法具有以较少节点得到高精度解的优势。
- 梅欢曾忠邱周华李亮姚丽萍
- 关键词：谱元法有限差分法迎风差分格式LEGENDRE多项式
