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Development of parallel solvers with spectral-like resolution for three-dimensional incompressible turbulence

开发具有类似光谱分辨率的三维不可压缩湍流并行求解器

基本信息

批准号：
21K11927
负责人：
岡本直也
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Aichi Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11927/
关键词：
乱流並列計算 DNS スペクトル法倍精度単精度非圧縮

项目摘要

乱流は乱れが強いことが本質であり，その強さを表すレイノルズ数が大きくなるほど，シミュレーションを行う際に扱う速度の大きさのスケール比が増大する。このことから，高レイノルズ数乱流ほど計算の精度がシミュレーション結果に与える影響が増大すると予想される。ただ，仮に影響があるとしても，どの程度のレイノルズ数から影響があるのか，どのくらいのシミュレーション時間から影響があるか，どの統計に影響があるかについての知見が，従来研究を調査しても必ずしも十分ではないと考えられる。本年度は，精度に関するものとして倍精度，単精度の違いをとりあげ，従来に開発済の乱流DNSの倍精度スペクトル法に加え，本年度は単精度スペクトル法のDNSコードを開発し，精度が乱流DNSの結果に与える影響を富岳上で評価した。対象とする乱流は周期境界条件下の3次元一様等方性乱流であり，小スケールを励起し続けるため大スケールにおける外力を negative viscosity により与えた。乱流におけるエネルギー散逸率やエンストロフィーの統計量(n次モーメントや空間的最大値)を調べたところ，低レイノルズ数乱流においては次数（n=1,2,...7）によらず(空間的最大値も含め)，倍精度・単精度の違いは小さかったが，レイノルズ数の大きい場合は，次数の低い統計は精度の影響が小さいが，次数の大きい統計は(空間的最大値も含め)，単精度DNSの結果は倍精度DNSの結果を過少評価する傾向があることがわかった。この結果は，乱流シミュレーションの際に，精度の違いに敏感な量を明らかにしている。したがって本年度の成果は，シミュレーションによって得られた統計のうち，何は信頼できて何は信頼できないかを知る上で重要である。また，精度の違いは計算コストにも大きな影響を与えることから，計算コストの知見を与えている点においても意義深いと考えられる。

The data in the table is very large, and the speed is higher than that of the speed. In order to improve the accuracy of the calculation of turbulence, the accuracy of the calculation of turbulence is very high. The results are similar to those of the results. You need to know how much you want to know, how much you want to know. This year, the accuracy has improved, the accuracy has improved, and the accuracy of turbulence DNS has been improved. This year, the accuracy of DNS is improved, and the accuracy of turbulence DNS results are compared with those of Fuyue. For example, under the condition of periodic boundary of turbulence, there is an increase in square turbulence such as three-dimensional and one-dimensional turbulence, and small ones encourage them to cause severe disturbances, such as external forces, negative viscosity forces. The number of turbulence cycles (n times), the number of turbulence cycles (num), the number of turbulence cycles (num, 1, 2, and 7), and the accuracy, precision, temperature, temperature The number of times is low, the accuracy of statistics is small, the number of statistics is larger (the maximum limit of space), and the accuracy of DNS results is twice the accuracy of DNS results. The results show that the turbulence is sensitive, the accuracy is sensitive, and the accuracy is sensitive. In terms of the results of the current year, the results of the year. In order to calculate the meaning of the information, the accuracy of the calculation, the accuracy, the accuracy, the