RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Математическое моделирование // Архив

Матем. моделирование, 2024, том 36, номер 2, страницы 3–24 (Mi mm4528)

Численное моделирование слоев смешения в сжимаемой жидкости с применением бикомпактной схемы

М. Д. Брагин

Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН

Аннотация: Рассматривается бикомпактная схема для уравнений Навье-Стокса в случае сжимаемой теплопроводной жидкости. Схема строится методом расщепления по физическим процессам, имеет четвертый порядок аппроксимации по пространству и второй – по времени. Выводятся новые, сохраняющие консервативность формулы перехода между двумя различными представлениями численного решения в бикомпактных схемах для уравнений гиперболического и параболического типов. Параллельная программная реализация бикомпактной схемы тестируется на сильную масштабируемость по числу процессов. По бикомпактной схеме проводится трехмерное прямое численное моделирование слоя смешения при конвективных числах Маха 0.4 и 0.8. В рассчитанных течениях детально разрешается зона турбулентного перемешивания, адекватно воспроизводятся явления, наблюдаемые в эксперименте. Демонстрируется хорошее количественное согласие с моделированием, проведенным другими авторами.

Ключевые слова: уравнения Навье-Стокса, слой смешения, сжимаемая жидкость, компактные схемы, бикомпактные схемы, схемы высокого порядка.

Поступила в редакцию: 05.09.2023
Исправленный вариант: 05.09.2023
Принята в печать: 16.10.2023

DOI: 10.20948/mm-2024-02-01


 Англоязычная версия: Mathematical Models and Computer Simulations, 2024, 16:4, 521–535


© МИАН, 2024