Применение метода КАБАРЕ для ячеек polyhedral в среде СПО OpenFoam (Михаил Зайцев, ISPRASOPEN-2018)

Короткая ссылка: 20181122BF

Докладчик: Михаил Зайцев

Предложена модификация схемы КАБАРЕ для расчетных пространственных сеток в формате polyhedral, отличных от гексаэдральных сеток. Описана ее программная реализация в среде OpenFOAM 5.0 (https://openfoam.org/version/5-0/) для уравнений слабосжимаемой жидкости. Ячейка polyhedral представляет собой многогранник с произвольным числом граней.
Для ячейки с восьмью гранями (два шестиугольника и шесть четырехугольников, далее по тексту восьмигранные ячейки или шестиугольные ячейки) в соответствии с балансно-характеристическим подходом Кабаре вводятся консервативные переменные, относящиеся к центрам контрольных объёмов и "потоковые" переменные, относящиеся к серединам граней. Консервативные переменные находятся по методу конечного объема. Потоковые переменные пересчитываются на новый слой по времени экстраполяцией по характеристическим направлениям.
Программная реализация в OpenFOAM схемы Кабаре основана на представлении консервативных переменных как объектов «GeometricField» и потоковых переменных как объектов «GeometricField». Представлены восьмигранные сетки и результаты моделирования задач об эволюции по времени концентрации плавучей компоненты в ограниченном объеме, нестационарного обтекания цилиндра, динамики двух вихрей на сфере, взаимодействия двух вихревых структур на сфере, о вихревом течении в канале с обратным уступом.
Приведены данные о масштабируемости программной реализации алгоритма в среде OpenFoam при проведении параллельных вычислений.