湍流燃燒概率密度函數(shù)方法的并行計算研究.pdf

1、湍流燃燒數(shù)值模擬的概率密度函數(shù)(PDF)方法，由于能夠精確地處理化學反應，在研究有限反應速率和需要考慮詳細反應動力學的燃燒過程中具有很強的優(yōu)勢。本文研究的U-RANS/PDF混合算法求解的是單點的脈動速度一化學熱力學參數(shù)一湍流頻率的聯(lián)合概率密度函數(shù)輸運方程，方程中化學反應項是封閉的，不需要模型，可以求解任意詳細的化學反應機理?；旌纤惴ㄖ胁捎肕onteCarlo方法求解PDF輸運方程，計算中需要的平均密度、平均速度、平均溫度等信息由有限體

2、積方法求解非定常的雷諾平均方程(U-RANS，Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes)得到?；旌纤惴M足相容性，比單獨的Monte Carlo方法計算效率高，計算偏差小。 本文研究了非結構網(wǎng)格上U-RAS/PDF混合算法的并行計算，希望將PDF方法推廣到工程應用中。采用并行計算技術提高PDF方法的計算效率，滿足工程應用中對計算容量和計算速度的要求。計算程序采用消息傳遞并行編程模型開發(fā)，具有

3、效率高、通用性好的優(yōu)點，可以在多種并行計算平臺上移植：非結構網(wǎng)格使程序能適應工程實際中的復雜幾何結構。 本文首先對湍流燃燒數(shù)值模擬的各種方法做了介紹和對比，介紹了PDF方法的特點：介紹了非結構網(wǎng)格上的U-RANS/PDF混合相容算法：研究了混合算法的計算并行性；研究了混合算法的并行算法設計；介紹了本文計算中采用的并行算法和程序；研究了并行算法在方柱繞流算例中的計算結果和計算效率；提出了U-RANS/PDF方法并行算法設計的改進目