Turbulente Kanalströmung

Die Gradienten der mittleren Geschwindigkeiten werden üblicherweise durch Verdichten des Gitters in Wandnormalenrichtung aufgelöst. Mit zunehmendem Wandabstand wird diese hohe Auflösung aber nicht mehr benötigt, so daß das Gitter gewöhnlich starken Verzerrungen unterliegt. Dies kann mit dem hier zugrunde gelegten Algorithmus von Seidl u.a. [4] vermieden werden, da in größerem Wandabstand Gitterpunkte 'fallengelassen' werden können. Somit ist es möglich, den unmittelbaren Wandbereich optimal aufzulösen und in größerem Abstand nur wenige Gitterpunkte zu verwenden.

Abb. 1 Turbulente Kanalströmung Das parallelisierte numerische Verfahren basiert auf einer konservativen Finite-Volumen Diskretisierung der vollständigen Navier-Stokes Gleichungen in primitiven Variablen. Die Berechnung des Druckes erfolgt durch einen impliziten Druck-Korrektur Algorithmus (SIMPLE) und die linearen Gleichungssyteme werden mit Hilfe einer ILU Prozedur gelöst. Das Verfahren läuft auf der CRAY-T3D mit einer Leistung von 10 MFLops/PE bei guter Skalierung. Die Kommunikation zwischen den einzelnen Rechengebieten, wird durch PVM erreicht.

Danksagung: Der erstgenannte Autor bedankt sich für die finanzielle Unterstützung im Rahmen des Nachwuchsförderungsgesetzes (NaFöG) und dem Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik, Berlin.

Literatur

[1] Smagorinsky J.: General circulation experiments with the primitive equations. Monthly Weather Review, 91:99--164, 1963.
[2] Germano M., Piomelli U., Moin P. & Cabot W.H.: A dynamic subgrid-scale eddy viscosity model. Physics of Fluids, A3(7):1760--1765, July 1991.
[3] Lilly D.K.: A proposed modification of the germano subgrid-scale closure method. Physics of Fluids, A4(3):633--635, March 1992.
[4] Seidl V., Peric M., & Schmidt S.: Space- and Time-Parallel Navier-Stokes Solver for 3D Block-Adaptive Cartesian Grids. In: Parallel Computational Fluid Dynamics - Implementation and Results Using Parallel Computers, Elsevier, 1996.,S.577-58 4.

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Last modified: Mon Dec 13 14:48:34 CET 1999