Application of HPC-technologies to solving spatial multiphysics problems

Authors

  • V.A. Vasiljev
  • A.Yu. Nitzkiy
  • M.V. Kraposhin
  • A.V. Yuskin

Keywords:

computational fluid dynamics
parallel computing
coupled problems
turbulent flows
hydro- and aeroelasticity
power units

Abstract

The MCF software package devoted to solving coupled problems of hydroelasticity is described. Various ways of solving the problems with strong and weak coupling are considered. Iterative methods are chosen due to their simplicity in implementation and scaling. The coupling of the OpenFOAM software package (turbulent motion of incompressible, weakly compressible, and compressible fluids) with the two models of structural dynamics based on the finite-volume method (OpenFOAM) and on the modal approach (UZOR) is discussed. The performance analysis of the developed software using the clusters of the Taganrog Institute of Technology and the State University of Chelyabinsk is given.

New computational technologies

Downloads

Published

2011-03-30

Issue

Vol. 12 (2011): Issue 1.

Section

Section 1. Numerical methods and applications

Author Biographies

V.A. Vasiljev

Chelyabinsk State University

A.Yu. Nitzkiy

Chelyabinsk State University
• Technical Director

M.V. Kraposhin

National Research Center «Kurchatov Institute»
• Researcher

A.V. Yuskin

National Research Center «Kurchatov Institute»
• Deputy Department Head

References

  1. Васильев В.А., Ницкий А.Ю., Крапошин М.В., Юскин А.В. Исследование возможности параллельных вычислений задач гидроаэродинамики с использованием открытого пакета программ OpenFOAM на кластере «СКИФ Урал» ЮУрГУ // Тр. Междунар. конф. «Параллельные вычислительные технологии « (ПаВТ-2010). Уфа, 29 марта-2 апреля 2010 г. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. 422-430.
  2. Крапошин М.В., Самоваров О.И., Стрижак С.В. Опыт использования СПО для проведения расчетов пространственной гидродинамики промышленного масштаба // Тр. конф. «Свободное программное обеспечение». СПб: Изд-во СПБГПУ, 2010. 44-46.
  3. Open ablaFOAM (version 1.6). The Open Source CFD Toolbox. User Guide. London: OpenCFD Ltd. 2009 // (http://www.openfoam.com/docs/).
  4. Open ablaFOAM (version 1.6). The Open Source CFD Toolbox. Programmer Guide. London: OpenCFD Ltd, 2009 (http://www.openfoam.com/docs/).
  5. Jasak H., Weller H.G. Application of the finite volume method and unstructured meshes to linear elasticity // Comp. Meth. Appl. Mech. Engin. 2000. 48. 267-287.
  6. Киселев А.С., Киселев А.С., Даничев В.В. Аннотация программы UZOR_1 // Вопросы атомной науки и техники. Cер.: Физика ядерных реакторов. 1999. Вып. 1. 109-113.
  7. Vázquez J.G.V. Nonlinear analysis of orthotropic membrane and shell structures including fluid-structure interaction. PhD Thesis. Universidad politecnica de Cataluna, Barcelona, 2007.
  8. Turek S., Hron J., Razzaq M., Wobker H., Schаefer M. Numerical benchmarking of fluid-structure interaction: a comparison of different discretization and solution approaches // (http://www.os-cfd.ru/UserFiles/File/e-library/FSI/027_TurekHronRazzaqWobkerSchaefer2010.pdf).
  9. Киселев А.С., Киселев А.С., Крапошин М.В., Таршилов С.Е. Взаимосвязанные гидравлические и прочностные расчетные исследования конструкции БПК, направленные на улучшение его вибрационных характеристик // Отчет РНЦ «Курчатовский Институт» N 31-36/18 от 13.11.2010. М., 2010.