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一类二维非结构网格DSMC方法的实现策略及其应用

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空气动力学学报 2007年第1期25卷 110-115页

作者：王学德伍贻兆夏健南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

研究了一类二维非结构网格DSMC方法的实现策略。在数据结构方面,设计了局部化的数据组织方式,节约了内存与计算时间。发展了一种跟踪模拟分子迁移的算法,该算法仅需少量的逻辑运算与代数运算,不仅可以快速跟踪模拟分子在网格之间的迁移... 详细信息

研究了一类二维非结构网格DSMC方法的实现策略。在数据结构方面,设计了局部化的数据组织方式,节约了内存与计算时间。发展了一种跟踪模拟分子迁移的算法,该算法仅需少量的逻辑运算与代数运算,不仅可以快速跟踪模拟分子在网格之间的迁移,而且可以准确判别分子与物面是否相互作用,搜索过程中的附带信息给出了分子与物面碰撞的精确时间与位置,避免了重新计算。引入碰撞距离的思想,既减少存储又保证正确的模拟结果。在程序编制过程中,我们充分展现了Fortran90高级语言的主要特性,引人动态数组、指针、链表以及派生类型数据,编制了计算程序。最后对过渡流域高超声绕流进行了数值试验。

关键词：非结构网格直接物理模拟 DSMC 稀薄流动高超声速绕流

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三维非结构网格DSMC方法的实现及其应用

计算力学学报 2007年第2期24卷 231-235页

作者：王学德伍贻兆夏健南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

研究了三维非结构网格DSMC方法实现的过程。将Bird位置元方案中的子网格思想引入到非结构网格上来,只存储子网格的总体标识号,利用较少的计算网格提高了分子的分辨率与计算精度。提出了将体积元坐标搜索算法与交替数字二叉树搜索算法(A... 详细信息

研究了三维非结构网格DSMC方法实现的过程。将Bird位置元方案中的子网格思想引入到非结构网格上来,只存储子网格的总体标识号,利用较少的计算网格提高了分子的分辨率与计算精度。提出了将体积元坐标搜索算法与交替数字二叉树搜索算法(ADT)相结合的方法来跟踪模拟分子在网格之间的迁移,使用ADT方法判别分子与物面是否作用,避免了分子表面反射的非确定论判据。利用Fortran 90的动态分配内存技术编制了通用计算程序。最后对高超声速过渡流域航天飞机头部外形绕流进行了数值模拟,数值结果初步验证了算法的可行性。

关键词：非结构网格直接物理模拟 DSMC Monte Carlo方法

三维热化学非平衡流动非结构网格DSMC方法及其应用

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宇航学报 2006年第B12期27卷 126-131页

作者：王学德伍贻兆夏健南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

研究了过渡流域三维热化学非平衡流动DSMC方法实现的过程。以四面体非结构网格为基本单元，提出一种新型的高效搜索算法，该算法不仅可以快速跟踪模拟分子在网格之间的迁移，而且可以准确判别分子与物面是否相互作用，避免了原有算法中... 详细信息

研究了过渡流域三维热化学非平衡流动DSMC方法实现的过程。以四面体非结构网格为基本单元，提出一种新型的高效搜索算法，该算法不仅可以快速跟踪模拟分子在网格之间的迁移，而且可以准确判别分子与物面是否相互作用，避免了原有算法中分子表面反射的非确定论判据。设计了适合三维DSMC方法的动态局部时间步长技术，节约了计算时间。将碰撞距离的思想引人到非结构网格上来，有效地消除了网格尺度小于三分之一平均自由程的限制。利用Fortran90的动态分配内存技术编制了适用于任意外形的通用计算程序。最后对全尺寸航天飞机高超声速绕流进行了数值试验，计算结果验证了该算法的可行性及高效性。

关键词：非结构网格直接物理模拟 DSMC 热化学非平衡流

二维热化学非平衡流动的非结构网格DSMC方法及其应用

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空气动力学学报 2006年第3期24卷 325-330,339页

作者：王学德伍贻兆夏健南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

研究了二维热化学非平衡流动非结构网格DSMC方法实现的过程。提出了一种新型的高效搜索算法,该算法不仅可以跟踪模拟分子在网格之间的迁移,而且在搜索过程中可以准确判别分子与物面是否相互作用,避免了原有算法中分子表面反射非确定论... 详细信息

研究了二维热化学非平衡流动非结构网格DSMC方法实现的过程。提出了一种新型的高效搜索算法,该算法不仅可以跟踪模拟分子在网格之间的迁移,而且在搜索过程中可以准确判别分子与物面是否相互作用,避免了原有算法中分子表面反射非确定论判据。为加快流场的时间发展历程,设计了适合DSMC方法的动态局部时间步长技术,使其可以应用到定常和非定常流场的计算。利用Fortran90的动态分配内存技术编制了计算程序。最后对过渡流域高超声速圆柱绕流进行了数值试验,计算结果初步验证了该算法的可行性。

关键词：非结构网格直接物理模拟 DSMC 热化学非平衡流

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三维直角坐标网格DSMC方法的实现

三维直角坐标网格DSMC方法的实现

第九届全国流体力学学术会议

作者：朱江夏健周士杰南京航空航天大学航空宇航学院空气动力学系

直接模拟Monte Carlo方法(简称DSMC)是由Bird发展的用于求解稀薄气体动力学问题的一种新方法。本文在Bird研究的基础上开展了三维直角坐标网格DSMC方法的研究。引入直角坐标网格加密技术及切割技术进行网格生成。在进行流场模拟时,为了... 详细信息

直接模拟Monte Carlo方法(简称DSMC)是由Bird发展的用于求解稀薄气体动力学问题的一种新方法。本文在Bird研究的基础上开展了三维直角坐标网格DSMC方法的研究。引入直角坐标网格加密技术及切割技术进行网格生成。在进行流场模拟时,为了快速跟踪模拟分子在网格之间的迁移,引入改进相邻单元搜索算法,该算法基于射线法及二进制判别法,较为通用且可以有效减少判断次数。采用了改变模拟分子数代表的真实分子数的措施进行算法优化。分子模型采用Bird建议的变径硬球模型(VHS),反射模型采用了完全漫反射模型,采用Bird非时间计数器法NTC进行碰撞对的选取。利用了Fortran90动态内存分配技术编写了并行计算程序。最后进行了数值算例的验证和分析。

关键词： DSMC 直角坐标网格直接物理模拟分子搜索方法

来源： cnki会议评论

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二维非结构网格DSMC方法的实现及其应用

南京航空航天大学学报 2004年第6期36卷 704-707页

作者：王学德伍贻兆夏健南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

研究了非结构网格 DSMC方法实现的过程 ,将 Bird位置元方案中的子网格思想引入到非结构网格上来 ,只存储子网格的总体标识号 ,做到了利用较少的计算网格提高分子的分辨率和计算精度 ;提出了将面积元坐标搜索算法与交替数字二叉树搜索算... 详细信息

研究了非结构网格 DSMC方法实现的过程 ,将 Bird位置元方案中的子网格思想引入到非结构网格上来 ,只存储子网格的总体标识号 ,做到了利用较少的计算网格提高分子的分辨率和计算精度 ;提出了将面积元坐标搜索算法与交替数字二叉树搜索算法 (ADT)相结合来跟踪模拟分子在网格之间的迁移 ;使用 ADT方法判别分子与物面是否相交 ,节约了计算时间 ;最后对过渡流域高超声速绕流进行了数值试验 ,结果表明这种方法的可行性、高效性及算法的通用性。

关键词：非结构网格直接物理模拟 Monte—Carlo直接模拟 Monte—Carlo方法

动态负载平衡的二维非结构网格DSMC并行算法研究

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空气动力学学报 2007年第3期25卷 339-344,361页

作者：王学德伍贻兆夏健南京理工大学动力工程学院江苏南京210094 南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

基于PC-CLUSTER群机并行体系结构与消息传递库MPI并行环境,研究了二维非结构网格DSMC并行算法。提出一类非结构网格动态分区策略,保证各子区域的分子数量大致相等,实现计算进程间的动态负载平衡。利用MPI库函数构造了符合DSMC并行原理... 详细信息

基于PC-CLUSTER群机并行体系结构与消息传递库MPI并行环境,研究了二维非结构网格DSMC并行算法。提出一类非结构网格动态分区策略,保证各子区域的分子数量大致相等,实现计算进程间的动态负载平衡。利用MPI库函数构造了符合DSMC并行原理的单步通讯法。采用单控制多数据流(SPMD)以及Master/Slave并行模式,设计了二维非结构网格DSMC整体并行算法。在程序的编制过程中,充分展现了Fortran90高级语言的主要特性,引人动态数组、指针、链表及派生类型数据。最后对过渡流域高超声速绕流进行了并行计算,数值试验的结果表明本文设计的并行算法可以取得较为理想的加速比。

关键词：非结构网格直接物理模拟 DSMC 并行算法动态负载平衡 MPI

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基于DSMC程序流场的几何形状拓展

轻工机械 2010年第6期28卷 20-23,27页

作者：李玲陈冰冰龙建清浙江工业大学化工机械设计研究所浙江杭州310014 浙江工业大学制药工程省部共建教育部重点实验室浙江杭州310014

利用DSMC方法模拟气体传质过程中,二维流场会面临非简单直通道流场的情况。文章通过添加MultifunctionRectangle Block(MFRB)子程序和"分子运动"、"补充分子"、"抽样统计"和"输出结果"等子程序构成MFRBDSMC程序。该程序利用"特征线"法... 详细信息

利用DSMC方法模拟气体传质过程中,二维流场会面临非简单直通道流场的情况。文章通过添加MultifunctionRectangle Block(MFRB)子程序和"分子运动"、"补充分子"、"抽样统计"和"输出结果"等子程序构成MFRBDSMC程序。该程序利用"特征线"法添加了新的压力边界条件,且将流场拓展到更加宽泛的一个区域。如:后台阶流动,微喷管模型等。

关键词：流体学微器械直接物理模拟流场拓展 DSMC