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基于MPI并行方法及RK-AUSM+格式的内流数值模拟方法研究的任务书 任务书 题目:基于MPI并行方法及RK-AUSM+格式的内流数值模拟方法研究 任务背景 随着计算机技术的发展,数值模拟方法在科学计算、工程设计等领域得到了广泛的应用。内流数值模拟研究是流体力学研究的重要方向之一,它对流体的动力学行为和流体机械加工过程进行了深入的研究,为流体力学发展和应用提供了理论基础和技术支持。 MPI是一种可用于处理多进程并行计算的通信协议标准。通过MPI,多个计算节点可以进行协同计算和信息交换,从而极大地提高了计算效率和可靠性。RK-AUSM+格式是一种高精度的求解控制方程组的数值方法,可以有效地解决流体力学问题中的多种流动现象。 本次任务的目的是采用MPI并行计算和RK-AUSM+格式求解控制方程组,研究内流数值模拟方法,实现对流体流动特性的高精度数值模拟。 任务要求 1.熟悉MPI并行计算和RK-AUSM+格式数值计算方法。了解流体力学基本理论和相关数值方法。 2.基于MPI并行计算和RK-AUSM+格式,设计高效稳定的计算方案,对二维内流问题进行数值模拟。模拟要求包括但不限于:层流、紊流、湍流、旋涡、离散相等。 3.对模拟结果进行分析,探究不同参数下的流动特性,包括但不限于:迎角、雷诺数、边界层厚度、表面摩擦系数等。 4.总结内流数值模拟方法的应用前景和挑战,并提出有针对性的建议和措施。 任务时间 本次任务的时间安排为两个月,具体时间安排如下: 第一周:前期准备,熟悉MPI并行计算和RK-AUSM+格式数值计算方法。 第二周-第五周:设计计算方案,完成二维内流问题的数值模拟。 第六周-第七周:对模拟结果进行分析,探究不同参数下的流动特性。 第八周:撰写研究报告,总结内流数值模拟方法的应用前景和挑战,并提出有针对性的建议和措施。 任务成果 本次任务的成果包括但不限于: 1.数值模拟程序,能够进行MPI并行计算和RK-AUSM+格式求解控制方程组。 2.二维内流泵、叶片、涡轮等问题的数值模拟结果,存在数据可视化和分析报告中。 3.研究报告,内容包括任务背景、研究方法、研究结果、结论和建议等,要求文字流畅、结构严谨、论证充分。 参考文献 1.Lian,Y.,Chen,X.,Zhang,X.,etal.(2015).Numericalstudyonflowamongmovingcubesusingreducedordermodelscombinedwithacommutationterm.AdvancesinMechanicalEngineering,7(10),1-9. 2.He,Q.,&Wang,Z.(2018).Ahigh-orderaccurateAUSM+schemeforcompressibleflowsimulation.DisciplineAppliedMathematics,57(3),406-415. 3.Jia,A.,Huang,S.,Wang,J.,etal.(2019).Numericalsimulationandexperimentalstudyofpulsatileflowfieldinacurvedpipe.JournalofAppliedMathematicsandPhysics,7(1),10-20. 4.Anderson,J.D.(2016).FundamentalsofAerodynamics(6thed.).NewYork,NY:McGraw-Hill. 5.Versteeg,H.K.,&Malalasekera,W.(2007).AnIntroductiontoComputationalFluidDynamics:TheFiniteVolumeMethod(2nded.).London,UK:PearsonEducation.