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基于区域分解的并行SIMPLER算法研究 认领 引用 被引量：5
1
作者 肖曼玉 欧阳洁 李永刚 《应用基础与工程科学学报》 EI 2006年第3期316-323,共8页
在同位网格上建立了基于重叠型区域分解的并行SIMPLER算法,给出了区域划分和数据交换的实施细则.并在集群系统下通过对顶盖驱动方腔流进行模拟验证了算法的可靠性.数值结果表明,加速比成线性增加,随着计算规模的增大,并行效率可达到95%... 在同位网格上建立了基于重叠型区域分解的并行SIMPLER算法,给出了区域划分和数据交换的实施细则.并在集群系统下通过对顶盖驱动方腔流进行模拟验证了算法的可靠性.数值结果表明,加速比成线性增加,随着计算规模的增大,并行效率可达到95%以上. 展开更多
关键词 区域分解 不可压流 SIMPLER算法 并行计算
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模糊控制技术在SIMPLER算法中的应用及求解性能分析 认领 引用 被引量：2
2
作者 王艳宁 孙东亮 +2 位作者 苗政 陈家庆 蔡晓君 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期78-84,共7页
为了提高SIMPLER算法在三维流动问题上的求解性能,引入模糊控制方法来自动调控速度亚松弛因子的大小.在数值计算过程中,将相邻两个迭代层次上的最大动量残差比值作为模糊控制输入量,速度亚松弛因子的变化量作为模糊控制输出量,基于最大... 为了提高SIMPLER算法在三维流动问题上的求解性能,引入模糊控制方法来自动调控速度亚松弛因子的大小.在数值计算过程中,将相邻两个迭代层次上的最大动量残差比值作为模糊控制输入量,速度亚松弛因子的变化量作为模糊控制输出量,基于最大动量残差的变化趋势可实现速度亚松弛因子的自动调控,从而达到加快收敛的目的.最后,通过3个经典的流动问题验证了模糊控制方法的优越性.研究表明：当初始亚松弛因子为最不利值时,模糊控制方法的收敛速度约是固定松弛因子方法的5~30倍;当初始亚松弛因子为最佳值时,模糊控制方法迭代次数与固定松弛因子方法迭代次数之比为0.7~2.0,收敛速度相差不大;采用模糊控制方法后,SIMPLER算法在不同初始亚松弛因子下均能得到高速收敛的解,同时健壮性也显著提高.研究工作将为大幅提升SIMPLER算法在三维流动问题上的求解性能起到重要作用. 展开更多
关键词 模糊控制 SIMPLER算法 三维流动问题 亚松弛因子 收敛速度 健壮性
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基于SIMPLER与PISO的流场改进算法 认领 引用 被引量：1
3
作者 徐涛 葛长江 +2 位作者 邹鹏 徐天爽 左文杰 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS 北大核心 2009年第3期668-672,共5页
提出了一种用于求解传热与流动问题的新算法—SIMPLEXT方法。该算法采用SIMPLER算法思想耦合初始压力场和速度场,采用PISO算法策略来实现压力场和速度场同时更好地满足动量方程和连续性方程,且兼顾考虑邻点速度修正值对所计算点速度修... 提出了一种用于求解传热与流动问题的新算法—SIMPLEXT方法。该算法采用SIMPLER算法思想耦合初始压力场和速度场,采用PISO算法策略来实现压力场和速度场同时更好地满足动量方程和连续性方程,且兼顾考虑邻点速度修正值对所计算点速度修正值的影响及源项与速度场之间的同步性。通过对方腔顶盖驱动流的数值模拟验证了算法及程序的可靠性和有效性,特别当网格加密到128×128以后,SIMPLEXT算法仍然收敛的突出优越性是SIMPLE等算法无法比拟的。 展开更多
关键词 流体力学 SIMPLER算法 PISO算法 收敛性 可靠性
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Krylov子空间法在SIMPLER算法中的求解性能分析 认领 引用 被引量：1
4
作者 金巍巍 孙东亮 +1 位作者 陶文铨 何雅玲 《工程热物理学报》 EI CAS 北大核心 2007年第3期478-480,共3页
本文开发了Krylov子空间法中的Bi-CGSTAB、GMRES(m)、CGS、TFQMR及QMR方法的计算程序,并将其实施于SIMPLER算法作为其内迭代方法,针对CFD/NHT领域的问题,研究了它们的求解特性;发现: Bi-CGSTAB方法有着高效的收敛速度和良好的稳定性;N-... 本文开发了Krylov子空间法中的Bi-CGSTAB、GMRES(m)、CGS、TFQMR及QMR方法的计算程序,并将其实施于SIMPLER算法作为其内迭代方法,针对CFD/NHT领域的问题,研究了它们的求解特性;发现: Bi-CGSTAB方法有着高效的收敛速度和良好的稳定性;N-S方程求解中不同方程不同m值的协调选取是GMRES(m)方法在CFD/NHT领域推广应用的关键;CGS和QMR方法易于中断;TFQMR方法收敛速度慢于其他方法,但能适用于更广泛问题的求解。 展开更多
关键词 Krylov子空间法 SIMPLER算法 求解性能分析
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多重网格技术对SIMPLER算法的加速性能研究 认领 引用 被引量：1
5
作者 杨继业 欧阳洁 《计算机工程与科学》 2006年第8期81-85,共5页
将多重网格技术引入SIMPLER算法以加快其收敛速度,从而节约计算时间。通过计算不同雷诺数下的二维方腔顶盖驱动流,研究了多重网格方法中的V循环、W循环对SIMPLER算法的加速效果,并讨论了网格层数对加速性能的影响。研究结果表明,在不同... 将多重网格技术引入SIMPLER算法以加快其收敛速度,从而节约计算时间。通过计算不同雷诺数下的二维方腔顶盖驱动流,研究了多重网格方法中的V循环、W循环对SIMPLER算法的加速效果,并讨论了网格层数对加速性能的影响。研究结果表明,在不同雷诺数下,多重网格方法均可以起到良好的加速效果;在相同雷诺数和精度要求下,W循环方式的外迭代次数少于V循环方式的外迭代次数,而且网格层数对多重网格加速性能的影响并不显著。 展开更多
关键词 多重网格方法 有限体积法 SIMPLER算法 交错网格
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PERTURBATIONAL FINITE VOLUME METHOD FOR THE SOLUTION OF 2-D NAVIER-STOKES EQUATIONS ON UNSTRUCTURED AND STRUCTURED COLOCATED MESHES 认领 引用 被引量：1
6
作者 高智 代民果 +1 位作者 李桂波 柏威 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2005年第2期242-251,共10页
Based on the first-order upwind and second-order central type of finite volume (UFV and CFV) scheme, upwind and central type of perturbation finite volume (UPFV and CPFV) schemes of the Navier-Stokes equations were de... Based on the first-order upwind and second-order central type of finite volume (UFV and CFV) scheme, upwind and central type of perturbation finite volume (UPFV and CPFV) schemes of the Navier-Stokes equations were developed. In PFV method, the mass fluxes of across the cell faces of the control volume (CV) were expanded into power series of the grid spacing and the coefficients of the power series were determined by means of the conservation equation itself. The UPFV and CPFV scheme respectively uses the same nodes and expressions as those of the normal first-order upwind and second-order central scheme, which is apt to programming. The results of numerical experiments about the flow in a lid-driven cavity and the problem of transport of a scalar quantity in a known velocity field show that compared to the first-order UFV and second-order CFV schemes, upwind PFV scheme is higher accuracy and resolution, especially better robustness. The numerical computation to flow in a lid-driven cavity shows that the under-relaxation factor can be arbitrarily selected ranging from (0.3) to (0.8) and convergence perform excellent with Reynolds number variation from 10~2 to 10~4. 展开更多
关键词 colocated grid structured grid unstructured grid perturbation finite volume method incompressible fluid NS equations SIMPLEC algorithm MSIMPLEC algorithm SIMPLER algorithm
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山区宽窄相间河道平面二维水流数值模拟 认领 引用 被引量：8
7
作者 周苏芬 易子靖 +2 位作者 闫旭峰 杨青远 王协康 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2013年第1期22-26,共5页
针对山区河道受地质条件及河床演化的影响,其平面形态常呈现宽窄相间的渐变形态特征,采用贴体坐标法剖分正交贴体曲线网格求解域,用有限体积法离散控制方程,以SIMPLER计算程式求解耦合方程,建立山区宽窄相间河道平面二维水流数学模型。... 针对山区河道受地质条件及河床演化的影响,其平面形态常呈现宽窄相间的渐变形态特征,采用贴体坐标法剖分正交贴体曲线网格求解域,用有限体积法离散控制方程,以SIMPLER计算程式求解耦合方程,建立山区宽窄相间河道平面二维水流数学模型。将模型计算值与宽窄相间水槽水流试验实测值及水动力学SMS软件计算结果进行比较,结果表明:该模型能够较好地模拟宽窄相间河道平面二维水流运动特性,宽窄相间河道河宽渐变将引起水深和流速的变化,在河道最窄处水深降到最低,流速最大;在河道最宽处水深达到峰值,流速最小。 展开更多
关键词 宽窄相间河道 平面二维数值模拟 贴体坐标 有限体积法 SIMPLER算法
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利用开源CFD程序计算可压缩流场 认领 引用 被引量：5
8
作者 郑群 李义进 孙兰昕 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期748-753,共6页
针对可压缩流动问题,在开源CFD程序OpenFOAM上开发相应的求解程序.采用绝对坐标系下的Favre平均Navier-Stokes控制方程组和标准k-ε湍流模型.数值计算时,对流项和扩散项分别采用二阶精度TVD格式和二阶中心差分离散,求解离散后的方程组采... 针对可压缩流动问题,在开源CFD程序OpenFOAM上开发相应的求解程序.采用绝对坐标系下的Favre平均Navier-Stokes控制方程组和标准k-ε湍流模型.数值计算时,对流项和扩散项分别采用二阶精度TVD格式和二阶中心差分离散,求解离散后的方程组采用SIMPLER算法.通过对不同的马赫数下凸包流动和带有湍流模型的平面叶栅流动的计算表明,程序能够有效地模拟可压缩流动的流场. 展开更多
关键词 OpenFOAM SIMPLER算法 可压缩流 有限体积法
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脉动参数对波纹通道内传热强化的影响 认领 引用 被引量：4
9
作者 谢公南 王秋旺 +1 位作者 曾敏 罗来勤 《计算物理》 EI 北大核心 2006年第6期673-678,共6页
采用曲线坐标系下压力与速度耦合的SIMPLER算法，数值研究了波纹通道内脉动流动与换热情况，流动Re数的范围为5～500，Pr数为0．7．计算考察了脉动参数如脉动频率和振幅对通道内强化传热和压力损失的影响．研究结果表明，流动阻力特性... 采用曲线坐标系下压力与速度耦合的SIMPLER算法，数值研究了波纹通道内脉动流动与换热情况，流动Re数的范围为5～500，Pr数为0．7．计算考察了脉动参数如脉动频率和振幅对通道内强化传热和压力损失的影响．研究结果表明，流动阻力特性呈周期性余弦规律变化，换热Nu数呈正弦规律变化；频率、振幅的增大，使得阻力脉动幅度增大．受人口脉动流的影响，通道内的旋涡发生周期性的脱落、增长和迁移，从而增强了流体之间的扰动和掺混，强化了传热；传热的强化效果随着振幅的增大而增强，但在特定人口脉动流下，相同振幅不同频率下的强化效果几乎一致． 展开更多
关键词 强化传热 波纹通道 脉动流动 SIMPLER算法
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几何因子对波纹通道内稳态流动与换热的影响 认领 引用 被引量：3
10
作者 谢公南 王秋旺 +1 位作者 曾敏 罗来勤 《计算物理》 EI 北大核心 2007年第2期192-196,共5页
采用曲线坐标系下压力与速度耦合SIMPLER算法,数值研究了一种波纹通道内周期性充分发展的稳态层流流动与换热情况,流动Re数的范围为20-500,Pr数为0.7.计算考察了不同Re数、纵宽比γ及纵横比对换热与阻力的影响.计算结果表明,Re数、纵... 采用曲线坐标系下压力与速度耦合SIMPLER算法,数值研究了一种波纹通道内周期性充分发展的稳态层流流动与换热情况,流动Re数的范围为20-500,Pr数为0.7.计算考察了不同Re数、纵宽比γ及纵横比对换热与阻力的影响.计算结果表明,Re数、纵宽比γ及纵横比较小时流体不出现任何回流;整体Nu数及fRe数随着Re数,纵宽比γ及纵横比的增加而增加,换热增强,但同时流动阻力增加.其计算结果可为波纹通道的设计提供参考依据. 展开更多
关键词 对流换热 波纹通道 几何因子 SIMPLER算法
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同位非结构和结构网格摄动有限体积法(PFV)求解二维Navier-Stokes方程组 认领 引用 被引量：5
11
作者 高智 代民果 +1 位作者 李桂波 柏威 《应用数学和力学》 北大核心 2005年第2期222-230,共9页
　根据NS方程组的一阶迎风和二阶中心有限体积(UFV和CFV)格式,导出NS方程组迎风和中心摄动有限体积(UPFV和CPFV)格式·　该格式通过把控制体界面质量通量摄动展开成网格间距的幂级数,并由守恒方程本身求得幂级数系数而获得·　... 　根据NS方程组的一阶迎风和二阶中心有限体积(UFV和CFV)格式,导出NS方程组迎风和中心摄动有限体积(UPFV和CPFV)格式·　该格式通过把控制体界面质量通量摄动展开成网格间距的幂级数,并由守恒方程本身求得幂级数系数而获得·　迎风和中心摄动有限体积格式使用了与一阶迎风和二阶中心格式相同的基点数和相同的表达形式,宜于计算机编程·　顶盖驱动方腔流和驻点流标量输运的数值实验证明,迎风PFV格式比一阶UFV、二阶CFV格式有更高的精度,更高的分辨率·　尤其是良好的鲁棒特性·　对顶盖驱动方腔流,在Re数从102到104范围内,亚松弛系数可在0.3～0.8任取。 展开更多
关键词 同位网格 结构网格 非结构网格 摄动有限体积法 不可压缩流体NS方程组 SIMPLEC算法 MSIMPLEC算法 SIMPLER算法
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柔片式密封数值计算及性能分析 认领 引用 被引量：2
12
作者 刘健 王之栎 丁蕾 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1546-1552,共7页
针对高速转子柔片式密封系统,建立了密封区域流场的数学模型,采用一种修正的压力耦合方程组的半隐式方法 (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations Revised,SIMPLER)算法和有限差分法对数学模型进行数值求解,构建了柔片式... 针对高速转子柔片式密封系统,建立了密封区域流场的数学模型,采用一种修正的压力耦合方程组的半隐式方法 (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations Revised,SIMPLER)算法和有限差分法对数学模型进行数值求解,构建了柔片式密封性能分析程序,得到密封系统的压力场分布、速度场分布及泄漏量等,研究了不同结构参数和工况参数对密封性能的影响.分析结果表明:泄漏量随密封压差的增大呈线性增长趋势,而随转子转速的增大略有减小;增加柔片宽度、减小柔片长度、减小前/背板-转子间距均对降低密封系统的泄漏量有益,而柔片安装角度的变化则对密封系统的泄漏量影响不明显.基于流场的结果,柔片和转子的动力学响应将被研究. 展开更多
关键词 柔片式密封 SIMPLER算法 雷诺方程 流场 性能分析
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非正交同位网格下压力与速度耦合算法 认领 引用 被引量：1
13
作者 谢公南 王秋旺 +1 位作者 张东升 陶文铨 《计算力学学报》 EI CAS 北大核心 2006年第1期93-96,共4页
发展了一种在非正交同位网格下以笛卡儿速度分量作为动量方程的独立变量、压力与速度耦合的S IM-PLER算法。该算法的特点是显式处理界面速度中的压力交叉导数项,得出压力与压力修正方程,使得压力及压力修正值与界面逆变速度直接耦合。... 发展了一种在非正交同位网格下以笛卡儿速度分量作为动量方程的独立变量、压力与速度耦合的S IM-PLER算法。该算法的特点是显式处理界面速度中的压力交叉导数项,得出压力与压力修正方程,使得压力及压力修正值与界面逆变速度直接耦合。通过对分汊通道内的流动问题进行验证计算,结果表明该算法可以有效而准确地模拟复杂区域内的流动与换热问题。 展开更多
关键词 SIMPLER算法 非正交同位网格 分汊通道
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长江感潮河段平面二维潮流数值模拟 认领 引用 被引量：2
14
作者 曾小辉 李国杰 姜昱 《水运工程》 北大核心 2012年第4期12-16,共5页
基于正交曲线网格下的有限体积法,建立河口潮汐的水深平均二维模型,运用Simple算法求解河口潮汐的二维浅水方程。以长江下游江阴水道为计算实例,用"露滩冻结"动边界技术处理方法模拟江阴水道二维潮流场,较好地解决了边滩、浅... 基于正交曲线网格下的有限体积法,建立河口潮汐的水深平均二维模型,运用Simple算法求解河口潮汐的二维浅水方程。以长江下游江阴水道为计算实例,用"露滩冻结"动边界技术处理方法模拟江阴水道二维潮流场,较好地解决了边滩、浅滩边界随水位的变动问题。实例和验证结果表明:计算的潮位和潮流过程与实测过程吻合较好,计算的流场合理。对计算结果的前后可视化处理,采用AutoCAD的DXF数据接口生成流场和网格图,以便更好地进行直观分析。 展开更多
关键词 二维潮流场 数值模拟 SIMPLER算法 动边界技术
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一种加速SIMPLE算法迭代收敛的方案及其在河道平面二维水流计算中的应用 认领 引用 被引量：1
15
作者 许慧 高健 +1 位作者 李国斌 张新周 《水运工程》 北大核心 2008年第12期9-14,共6页
一种加速SIMPLE算法迭代收敛的方案是把SIMPLER与SIMPLEC两种算法结合起来,压力值通过求解压力Poisson方程获得,速度修正值计算式也考虑到了邻点速度修正值的影响。对该方案给出了详细的求解步骤,并通过对长江中游安庆河段平面二维水流... 一种加速SIMPLE算法迭代收敛的方案是把SIMPLER与SIMPLEC两种算法结合起来,压力值通过求解压力Poisson方程获得,速度修正值计算式也考虑到了邻点速度修正值的影响。对该方案给出了详细的求解步骤,并通过对长江中游安庆河段平面二维水流流场的计算,将该方案与SIMPLE,SIMPLEC,SIMPLER算法进行了对比。结果表明:该方案有着更好的收敛特性,并且能节省数值计算的时间。 展开更多
关键词 SIMPLE算法 平面二维水流计算 加速迭代
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熔喷过程湍流模型中的气流场数值模拟 认领 引用
16
作者 李建国 特铮 《沈阳农业大学学报》 CAS 北大核心 2007年第4期631-633,共3页
以熔喷过程中的气流场为核心,建立熔喷过程的数学物理模型,采用数值模拟的方法进行研究。以Navier-Stocks方程为基础,应用基于同位网格的SIMPLER算法并行化计算气流场的速度分布,将试验测试值与数值模拟进行比较,结果表明:采用的数值模... 以熔喷过程中的气流场为核心,建立熔喷过程的数学物理模型,采用数值模拟的方法进行研究。以Navier-Stocks方程为基础,应用基于同位网格的SIMPLER算法并行化计算气流场的速度分布,将试验测试值与数值模拟进行比较,结果表明:采用的数值模拟方法是有效的,完全可以用于模拟双槽钝头型模具的熔喷过程。 展开更多
关键词 熔喷 SIMPLER算法 并行化 纤维拉伸
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大规模结构化二次规划并行算法 认领 引用
17
作者 李捷 李陶深 杨林峰 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第16期48-50,共3页
在内点算法(IPM)框架基础上,分析具有分块带边结构系数矩阵与箭形结构二次项的二次规划(QP)问题,导出其既约与最简既约修正方程。对既约修正方程系数矩阵进行置换,使其具有箭形分块结构,并结合该结构与解耦技术给出修正方程的并行求解算... 在内点算法(IPM)框架基础上,分析具有分块带边结构系数矩阵与箭形结构二次项的二次规划(QP)问题,导出其既约与最简既约修正方程。对既约修正方程系数矩阵进行置换,使其具有箭形分块结构,并结合该结构与解耦技术给出修正方程的并行求解算法,设计QP问题的并行IPM结构。在集群环境下的数值实验结果表明,该算法具有较好的加速比和可扩展性,适合求解大规模结构化QP问题。 展开更多
关键词 二次规划 分块带边矩阵 并行算法 解耦 既约修正方程
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放置竖直孤立平板的二维围场内的空气流动与换热的数值分析 认领 引用
18
作者 杨红发 赵京 +3 位作者 谢细明 霍蒙 叶奇 尹莎莎 《科技视界》 2020年第11期69-71,共3页
针对内部放置孤立平板的二维围场内的空气流动与换热问题,在稳态、常物性和壁面温度以及孤立平板温度恒定的条件下,采用SIM PLER算法,对围场内部的空气进行了流动与换热的数值模拟计算。在瑞利数Ra=10000时,计算得到了二维围场内的流线... 针对内部放置孤立平板的二维围场内的空气流动与换热问题,在稳态、常物性和壁面温度以及孤立平板温度恒定的条件下,采用SIM PLER算法,对围场内部的空气进行了流动与换热的数值模拟计算。在瑞利数Ra=10000时,计算得到了二维围场内的流线、等温线以及热线。 展开更多
关键词 SIMPLER算法 孤立平板 流线 等温线 热线
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CAMPLE一种求解不可压流动的协调算法 认领 引用
19
作者 刘豫龙 巩亮 +1 位作者 孙宪航 徐明海 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1281-1289,共9页
本文提出了一种两次求解质量守恒方程、速度与压力协调的求解不可压缩流体流动与传热问题的算法。它采用与SIMPLER求解压力相似的方式,将不含亚松弛因子的离散动量方程转化为假拟速度与压力差的函数,代入到离散质量守恒方程中得到压力方... 本文提出了一种两次求解质量守恒方程、速度与压力协调的求解不可压缩流体流动与传热问题的算法。它采用与SIMPLER求解压力相似的方式,将不含亚松弛因子的离散动量方程转化为假拟速度与压力差的函数,代入到离散质量守恒方程中得到压力方程,以解决压力没有控制方程的问题。通过两次计算假拟速度和求解质量守恒方程,获得同时满足质量守恒与动量守恒的速度和压力,克服了以往的SIMPLE类算法中每一迭代步中速度和压力均不满足动量方程的缺点。有限几个算例表明,新算法的速度松弛因子对收敛速度的影响远小于SIMPLER算法,在松弛因子接近于1时,收敛速度略低于SIMPLER算法,但松弛因子低于0.8时,收敛时间与迭代次数则远小于SIMPLER,算法。 展开更多
关键词 协调算法 SIMPLER算法 不可压缩流体流动与传热
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