Применение кода “несветай” к моделированию пространственных течений разреженного газа

Ключевые слова: КИНЕТИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ, S-МОДЕЛЬ, РАЗРЕЖЕННЫЙ ГАЗ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ АЭРОДИНАМИКА, НЕСТРУКТУРИРОВАННАЯ СЕТКА, СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫЕ РАСЧЕТЫ

Аннотация

Развитие вычислительных алгоритмов решения гиперболических уравнений на сложных расчетных сетках и рост производительности суперкомпьютеров сделал возможным моделирование пространственных течений разреженного газа на основе прямого численного решения кинетического уравнения Больцмана с точным либо модельным оператором столкновений. Для решения сложных прикладных (промышленных) задач особенно привлекательной кажется возможность использования кинетических уравнений с приближенными (модельными) операторами столкновений, так как они обладают высокой вычислительной эффективностью, обеспечивая в большинстве случае приемлемую точность счета.
Цель настоящей работы – представить краткий обзор существующих возможностей разрабатываемого автором исследовательского программного кода Несветай (Несветай – название реки в Ростовской области России) в приложении к задачам механики разреженного газа, включая моделирование внутренних течений. Основными особенностями кода Несветай являются использование произвольных расчетных сеток в физическом и фазовом пространствах, быстрый неявный метод дискретизации по времени и реализация двухуровневой модели параллельных вычислений, что позволяет проводить вычисления на системах с десятками тысяч x86 ядер.

Keywords: KINETIC EQUATION, S-MODEL, RAREFIED GAS, COMPUTATIONAL AERODYNAMICS, UNSTRUCTURED GRID, SUPERCOMPUTER CALCULATIONS

Abstract