Ускорение решения задач сопряженного теплообмена на неструктурированных сетках

Аннотация

Рассматриваются вопросы, связанные с исследованием сопряженного теплообмена при движении вязкой сжимаемой жидкости в полости, ограниченной неподвижной и подвижной стенками, в условиях вынужденной конвекции. Обсуждаются дискретизация уравнений, описывающих распределение температуры внутри твердого тела и движение жидкости, реализация упрощенного подхода к расчету температурного поля в жидкости, основанного на интегрировании уравнения изменения температуры при замороженном поле скорости, а также автоматическое построение неструктурированной сетки в области, занятой жидкостью, и другие детали численной реализации. Для решения системы разностных уравнений, полученной в результате конечно-объемной дискретизации осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса, используются многосеточный метод и обобщенный метод взвешенных невязок. Возможности подхода демонстрируются на примере решения ряда модельных задач. Проводится сравнение ускорений вычислительного алгоритма, полученных при использовании полного и упрощенного подходов к решению задачи и различных методов решения системы разностных уравнений.