Development and implementation of numerical algorithms for solving the problems of fluid dynamics

Authors

  • K.N. Volkov

Keywords:

механика жидкости и газа
численное моделирование
объектно-ориентированное программирование
математическое моделирование
параллельные вычисления

Abstract

The questions related to the development of software tools designed for the numerical solution of problems in fluid dynamics and their programming implementation on the basis of the object-oriented approach are considered. The requirements to the system and functional contents of software are formulated. The instrumental nature of software tools developed, the organization structure of classes and an approach to their practical implementation are discussed.

New computational technologies

Downloads

Published

2007-04-12

Issue

Vol. 8 (2007): Issue 3.

Section

Section 2. Programming

Author Biography

K.N. Volkov

D.F. Ustinov Baltic State Technical University «Voenmekh»

References

  1. Численное решение многомерных задач газовой динамики / Под ред. С.К. Годунова. М.: Наука, 1976.
  2. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. М.: Мир, 1990.
  3. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. М.: Мир, 1991.
  4. Управление обтеканием тел с вихревыми ячейками в приложении к летательным аппаратам интегральной компоновки (численное и физическое моделирование) / Под ред. А.В. Еримишина и С.А. Исаева. М., СПб, 2001.
  5. Barth T.J. Aspects of unstructured grids and finite-volume solvers for the Euler and Navier-Stokes equations // VKI Lecture Series. N 1994-05. Brussels: Von Karman Institute for Fluid Dynamics, 1994.
  6. Волков К.Н. Применение метода контрольного объема для решения задач механики жидкости и газа на неструктурированных сетках // Вычислительные методы и программирование. 2005. 6, № 1. 47-64.
  7. Волков К.Н. Граничные условия на стенке и сеточная зависимость решения в расчетах турбулентных течений на неструктурированных сетках // Вычислительные методы и программирование. 2006. 7, № 2. 83-95.
  8. Волков К.Н. Пристеночное моделирование в расчетах турбулентных течений на неструктурированных сетках // Теплофизика и аэромеханика. 2007. 14, № 1. 113-129.
  9. Волков К.Н. Реализация схемы расщепления на разнесенной сетке для расчета нестационарных течений вязкой несжимаемой жидкости // Вычислительные методы и программирование. 2005. 6, № 2. 146-159.
  10. Волков К.Н. Разностные схемы расчета потоков повышенной разрешающей способности и их применение для решения задач газовой динамики // Вычислительные методы и программирование. 2005. 6, № 2. 23-44.
  11. Волков К.Н. Применение средств параллельного программирования для решения задач механики жидкости и газа на многопроцессорных вычислительных системах // Вычислительные методы и программирование. 2006. 7, № 1. 73-88.
  12. Волков К.Н. Дискретизация конвективных потоков в уравнениях Навье-Стокса на основе разностных схем высокой разрешающей способности // Вычислительные методы и программирование. 2004. 5, № 2. 10-26.
  13. Бондаренко Ю.А., Башуров В.В., Янилкин Ю.В. Математические модели и численные методы для решения задач нестационарной газовой газодинамики. Обзор зарубежной литературы. Препринт РФЯЦ ВНИИЭФ 88-2003. Саров, 2003.
  14. Hackbusch W. Multi-grid convergence theory // Lecture Notes in Mathematics. N 960. Berlin: Springer-Verlag, 1982. 177-219.
  15. Müller J.-D. Coarsening 3-D hybrid meshes for multigrid methods // Proceedings of the 9th Copper Mountain Multigrid Conference. Copper Mountain (Colorado, USA), 1999.
  16. Rodi W. Simulation of turbulence in practical flow calculations // Proceedings of European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering. Barcelona, 2000.
  17. Семенов В.А. Объектная систематизация и парадигмы вычислительной математики // Программирование. 1997. № 4. 14-25.
  18. Luksch P. Parallel and distributed implementation of large industrial applications // Future Generation Computer Systems. 2000. 16. 649-663.
  19. Копысов С.П., Красноперов И.В., Рычков В.Н. Объектно-ориентированный метод декомпозиции области // Вычислительные методы и программирование. 2003. 4, № 1. 176-193.
  20. Dubois-Pelerin Y., Pegon P. Improving modularity in object-oriented finite element programming // Communications in Numerical Methods in Engineering. 1997. 13, N 3. 193-198.
  21. Mukunda G.R., Sotelino E.D., Hsieh S.H. Distributed finite element computations using object-oriented techniques // Engineering with Computers. 1998. 14, N 1. 59-72.
  22. Munthe O., Langtangen H.P. Finite element and object-oriented implementation techniques in computational fluid dynamics // Computational Methods in Applied Mechanics Engineering. 2000. 190. 865-888.
  23. Саблин М.Н. Программная реализация алгоритмов численного решения операторно-разностных сеточных задач двумерной газовой динамики с использованием системы классов С++ // Вычислительные методы и программирование. 2006. 7, № 1. 144-154.
  24. Иванов И.Э., Крюков И.А., Терехов И.В. Объектно-ориентированная программная система подготовки данных и визуализации результатов газодинамических расчетов // Математическое моделирование. 2001. 13, № 7. 110-115.
  25. Иванов И.Э., Крюков И.А., Терехов И.В. Особенности построения программной среды обеспечения газодинамических расчетов // Математическое моделирование. 2002. 14, № 8. 28-30.
  26. Peskin A.P., Hardin G.R. An object-oriented approach to general purpose fluid dynamics software // Computers and Chemical Engineering. 1996. 20, N 8. 1043-1058.