磁流体运动方程并行求解软件设计

发布时间：2024-03-13 22:39

　　对等离子体物理磁流体力学理论模型及其求解方法进行了研究。为克服解析法求解困难、适用范围窄的弊端,对模型方程组的数值解法进行了探讨,并对其并行数值分析程序设计进行了深入研究。为尽快完成磁流体力学方程组的并行解算程序,通过对模型的分析,将其退化到流体力学方程组,并完成了后者在笛卡尔坐标下的串行解算软件。然后对比研究了当前流行的三种并行计算环境—openMP、MPI、CUDA,结合实验室条件,搭建了基于MPI的并行运行环境。最后编写完成了流体力学方程组的并行化处理程序,得到了预期的结果。这些工作为实验室最终完成等离子体物理模拟仿真将起到重要作用。

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图4-1交错网格中压力和速度控制体位置

TCRt0STpRTCS02ρ=，muvv=ρ(4由于压力和速度在同一点上布局会出现无法抑制锯齿波的情况，因此需布局上做一些调整，即采用交错网格进行区域离散。采用交错网格是为用动量插值[31-34]时也能够避免速度场和压力场的锯齿波出现，图4-1显交错网格。交错网格能....

图4-4管道中截面不同时刻的气体密度分布投影-0.300.3-0.3/myx/mt=4.8-0.300.3-0.3/myx/mt=5.0-0.300.3-0.3x/m/myt=6.2

由图4-4可以看到，在加热初始阶段，管道内气体吸收热量受热膨胀，气布沿轴最低，此时对流作用不明显，随着加热时间增长，气体密度不均力作用下开始形成对流，但是对流速度很小，当加热时间进一步增长，气度增大，流动的非稳定性开始显现，气体密度分布的规则形状被破坏。当把热源采用平顶空心高....

图4-6管道z向中截面上不同时刻流场速度矢量

x/m-0.300.300.3-0.3/my(a)N=10(c)N=30(e)N=50(g)N=70(k)N=110(i)N=90图4-5管道中截面上不同时刻的气体密度分布投影

图4-5管道中截面上不同时刻的气体密度分布投影

N=20N=40N=60N=80N=100N=120图4-6管道z向中截面上不同时刻流场速度矢量(g)N=70(k)N=110(i)N=90图4-5管道中截面上不同时刻的气体密度分布投影

本文编号：3927676