ag百家乐 超等计算机揭示荣华音速气流中的“16马赫絮叨”
发布日期：2025-03-24 10:14 点击次数：95
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的计划东谈主员诈欺先进的 3D 模拟技巧对荣华音速流动的湍流看成有了新的意志。他们诈欺超等计算才能和定制软件ag百家乐，在 16 马赫的速率下发现了锥形模子周围出东谈主预见的不踏实性和流动中断，这是过去的二维或推行计划中从未见过的搅扰。
这些发现可能会对翌日荣华音速震动器的策动产生首要影响，因为它不错匡助工程师了解极点速率若何以新的样子与名义几何方法相互作用。
在荣华音速下，空气与震动器名义相互作用时会弘扬出复杂的看成，酿成畛域层和冲击波等特征。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院航空航天工程系的计划东谈主员初度使用全 3D 模拟不雅察到了这些相互作用中的新扰动。
以荣华音速启动高差异率 3D 模拟需要高大的计算才能，这使得这项职责老本腾贵且具有挑战性。这项计划之是以大意进行，有两个重要资源：一是不错使用 Frontera，这是一台由好意思国国度科学基金会资助的位于德克萨斯高档计算中心的指导级超等计算机；二是多年来由 Deborah Levin 训诲的几位前计划生开发的专用软件。Levin 与她的博士生 Irmak Taylan Karpuzcu 一王人指导了这项计划。
模拟流场的锥形连结视图。图像中秀丽为 A、B 和 C 的是锥形激波、波澜分离线和圆形不连气儿性的位置。图片开头：伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院
“不管流动几何方法若何，过渡流都是三维的，内容上是不踏实的。21 世纪初进行的三维推行莫得提供充足的数据来细目任何三维效应或不踏实性，因为锥形模子周围莫得充足的传感器。这并莫得错。那仅仅那时扫数可能的情况，”Karpuzcu 说。“咱们有这些数据不错相比，但当今有了三维的全貌，情况就不同了。频繁，你会以为锥体周围的流动是齐心带状的，但咱们精真金不怕火到单锥和双锥方法的冲击层内的流动都有断裂。”
使用等值面模拟图像来可视化双锥上的角速率。图片开头：伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院
卡普斯库称，他们不雅察到锥体顶端近邻出现了裂纹，况且在空气分子集中的方位近邻出现了冲击波，使得它们在 16 马赫的速率下变得愈加繁茂。
“跟着马赫数的增多，冲击波会越来越接近名义，从而加重这些不踏实性。以每种速率启动模拟的老本太高，但咱们如实以 6 马赫的速率启动了模拟，凯时AG百家乐并莫得看到流动中断。”
卡普斯库暗示，圆锥几何方法代表了很多荣华音速震动器的简化版块，了解流动若何影响名义特质有助于策动洽商。
这张模拟图像深切了密度综合，就像你正在看圆锥体的顶端量同。图片开头：伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院
“咱们团队的里面软件使得在并行贬责器中启动模拟变得高效，因此速率要快得多。还是有了高速要求下的推行数据，因此咱们对模拟的外不雅有一些直观，但在 3D 中咱们发现了出东谈主预见的冲破。”
他说，对他来说，职责中最繁重的部分是分析历程中断的原因。
“流动应该朝各个标的流动，但要均匀。咱们需要讲解咱们看到的悠然。咱们的文件综述标明，基于三层表面的线性踏实性分析不错应用于这种流动。在分析了复杂的公式并将其与咱们的案例关系起来后，咱们开发了一个代码来再次对问题进行数字模拟。启动 3D 平直模拟蒙特卡罗模拟很难，但随后咱们诱惑了第二个计算机密津，以确保一切普遍，况且适宜咱们的流动要求的弃世。当咱们这么作念时，咱们看到锥体周围 180 度周期性地分红两个大块。”
卡普斯库说，平直模拟蒙特卡洛的优点在于它不错追踪流动中的每个空气分子并捕捉冲击。
“当您使用其他圭表计算流体能源学时，一切都是细目性的。当咱们将一个粒子引入流场时，该粒子与其他粒子或任何固体名义发生碰撞的概率是阐发基于物理的公式计算出来的，但输出是掷骰子。蒙特卡罗圭表会进行当场、类似的尝试。它比传统的计算流体能源学圭表更世俗，咱们正在追踪数十亿个粒子。这确保了流场中有充足的粒子，况且碰撞被正确拿获。”
编译自/ScitechDaily