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CFD 仿真案例

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双马赫反射2023-07-18

算例说明

        双马赫反射是一个经典的测试求解器激波捕获能力的数值模拟验证算例,10马赫的激波以超音速流过30°的楔角,会发生较强的激波干涉。

几何.png图1: 几何尺寸



工况条件

        工质无粘理想气体,初始时刻在x=0m处竖直放置10马赫的激波,向右运动至密度ρ = 1.4kg/m3, 压强p = 1Pa的流场,激波速度通过朗金雨贡纽关系式得出。

计算网格

        xy平面划分为均匀网格,单元网格长度5mm,z方向一层网格,总计网格量44万。

求解配置

  • 采用Dimaxer四代求解器进行5阶精度求解,5阶精度每个六面体单元对应125个自由度,44万网格对应5500万自由度

  • 计算总时间为0.2s,可与参考文献结果进行对比

  • 部分配置json文件如下

    "control": {
        "case_name": "double_mach",
        "n_bundles": 8,
        "max_side_group_size": 2000,
        "solver_signature": "ns-ideal-cr-k4",
        "start_time": 0.0,
        "end_time": 0.2,
        "monitor_time_interval": 0.0002,
        "solution_output_time_interval": 0.002,
        "hardware_device_id": 0
    },
    "mesh_info": {
        "mesh_file_name": "/geomAndMesh/wedge30.dmh"
    },
    "boundary_info": {
        "far_field_conditions": [
            {
                "bc_name": "inlet",
                "bc_id_list": [
                    5
                ],
                "alpha": [
                    1.0,
                    0.0,
                    0.0
                ],
                "mach_inf": 1.8271405729189591,
                "pres_inf": 116.5,
                "temp_inf": 14.5625
            },
            {
                "bc_name": "outlet",
                "bc_id_list": [
                    8
                ],
                "alpha": [
                    1.0,
                    0.0,
                    0.0
                ],
                "mach_inf": 0.0,
                "pres_inf": 1.0,
                "temp_inf": 0.7142857142857143
            }
        ],
        "wall_conditions": [],
        "symmetry_conditions": [
            {
                "bc_name": "sym",
                "bc_id_list": [
                    6,
                    7
                ],
                "velocity": [
                    0.0,
                    0.0,
                    0.0
                ]
            }
        ],
    }


结果分析与计算时间统计

动态结果.gif

图2 :动态结果


时刻结果.png

图3: 末段时刻结果


表1: 计算时间统计

Run_id  网格量阶次自由度说明GPU个数    计算用时    
run_01440908
五阶55113500 Z方向单层网格 1个1295min


参考文献

Jie Du, etc. A simple weighted essentially non-oscillatory limiter for the correction procedure via reconstruction (CPR) framework on unstructured meshes. Applied Numerical Mathematics 90 (2015) 146–167.






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