基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法技术

技术编号:42206461 阅读:16 留言:0更新日期:2024-07-30 18:50
本发明专利技术公开一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法,涉及计算流体力学领域,包括:在计算域内划分计算网格并建立自适应网格结构数据容器,用于储存网格结构、物理坐标、网格数值、变量名称等信息以及处理并行计算中各进程间的通信工作;建立用于描述气相燃烧过程的可压缩反应性纳维‑斯托克斯方程组并在计算网格上进行数值离散;建立流场特征参数探测器,用于搜寻火焰锋面、激波面、接触间断等关键流场特征并将对应区域的计算网格结构进行动态调整;建立并行进程间负载均衡机制。本发明专利技术可以在保证流场关键特征附近网格分辨率足够的同时减少网格总数,可实现对工程应用场景中大尺度气相燃烧爆炸过程的高效数值模拟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算流体力学(cfd)领域,具体涉及一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法


技术介绍

1、气相燃烧爆炸是一种重要的燃烧现象,广泛应用于能源转换、火灾安全、爆炸物处理等领域。气相燃烧爆炸是涉及多尺度、多物理过程的复杂现象,通过开展实验研究可以直观的观测到燃爆过程发展规律,是开展燃爆致灾机制探索和安全防护研究的一种重要方法。但是该类实验研究往往涉及高温、高压、明火等危险条件,实验开展危险性较高;此外,实验中也往往需要设计复杂且昂贵的实验设备和测量系统,难以精确控制和观测关键参数且实验成本高。近年来,随着数值计算方法的发展以及计算机算力的提升,使用数值模拟方法来对气相燃烧爆炸场景开展研究越来越受到重视。数值模拟可以通过合适的数值方法和物理模型来模拟复杂的物理过程并揭示系统行为的细节。可以提供精确控制、安全性、成本效益、多尺度和多物理过程的模拟能力,方便相关研究人员深入理解燃烧爆炸过程的物理机制,为相关工程和科学问题提供可靠的数值预测和决策依据。

2、由于燃烧爆炸过程具有多尺度、非线性和化学反应机理复杂的特性,对其进行精确本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法,其特征在于,所述步骤1包括:

3.根据权利要求2所述一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法,其特征在于,所述自适应网格结构数据容器中定义网格单元、网格层级和网格块的概念,用于对自适应网格结构进行储存和管理;网格单元是自适应网格结构中的最小结构,为离散化的空间单元;按照网格单元的尺寸将所有网格单元划分至不同的层构成网格层级,每个网格层级上的网格单元具有统一的尺寸;通过建立多个不同分辨率的网格层...

【技术特征摘要】

1.一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法,其特征在于,所述步骤1包括:

3.根据权利要求2所述一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法,其特征在于,所述自适应网格结构数据容器中定义网格单元、网格层级和网格块的概念,用于对自适应网格结构进行储存和管理;网格单元是自适应网格结构中的最小结构,为离散化的空间单元;按照网格单元的尺寸将所有网格单元划分至不同的层构成网格层级,每个网格层级上的网格单元具有统一的尺寸;通过建立多个不同分辨率的网格层级实现对不同尺寸的网格单元的统一管理,在网格层级的结构中,网格层级的编号采用l表示,编号的数量从0增加到lmax;每个网格层级上的网格单元的数据独立,不同网格层级之间仅通过插值及加权平均操作交换网格单元的数据;将网格层级划分为一组连续的网格单元区域构成网格块,在并行计算中,每个网格层级被划分为多个网格块,每个网格块被分配至不同的进程负责迭代计算;网格块划分的依据基于空间位置、数据属性或计算需求。

4.根据权利要求1所述一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法,其特征在于,所述步骤2包括:

5.根据权利要求3所述一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值计算方法,其特征在于,所述步骤3包括:

6.根据权利要求5所述一种基于自适应网格技术的气相燃烧爆炸并行数值...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖华华赵明斌
申请(专利权)人:中国科学技术大学
类型:发明
国别省市:

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