Geri Dön

Parallel process in computational fluid dynamics

Hesaplamalı akışkanlar mekaniğinde paralel işlem

  1. Tez No: 100898
  2. Yazar: H. SİYAMİ ERSOY
  3. Danışmanlar: PROF.DR. A. RÜSTEM ASLAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Astronomy and Space Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2000
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 35

Özet

ÖZET Günümüzde sayısal çözüm, yüksek kapasiteli problemlerin çözümünde mühendisler için büyük bir şanstır. Bilgisayarların tek başına hesaplama kapasiteleri göz önüne alınırsa paralel işlem en iyi ve ucuz çözüm yöntemi olmaktadır. Düşük maliyetli İş istasyonları ile yüksek kapasite isteyen problem çözümleri yapılmaktadır. Bu çalışmada daha önce sıkıştınlamaz akış analizleri için geliştirilmiş ve denenmiş bir yazılım[l-6] 2 ve 3 boyutta paralel işlem yapacak hale getirilmiştir. Açık şema ile çözülen hareket denklemlerinde bu işlem kolayca belirlenen yüzey ve düğümler arasında her zaman adımında birer kere yapılırken Poisson denkleminin tekrarlı çözümünde her tekrarda haberleşme gereksinimi hesaplama zamanını aşın arttırmaktadır. Bu nedenle basmç denklemi, hız denklemlerinden farklı olarak, bölgelere ayırma (domain decomposition) yöntemi ile çözülmektedir. Paralel hesaplama işlemi PVM [9-10] protokolünü kullanan iş istasyonları ile yapılmaktadır. Bölgeler birbirinin içine girmeyecek ve düğümleri uyuşacak (matching- nonoverlapping) şekilde seçilmektedir. Geliştirilen yazılım Q1Q1 ve pQ2Ql eleman tanımlamaları ile sonlu elemanlar yöntemine dayalı bir parçalı adım şeması ile sıkıştınlamaz akışı yöneten denklemleri uzay ve zamanda ikinci mertebe hassasiyet ile çözmektedir. Bu çözüm şemasında hareket denklemleri iki defa açık bir şema ile hız alanını bulmak üzere çözülmektedir. Hız alanını süreklilik denklemini sağlayacak şekilde düzeltmekte ve basmç alanını hesaplamakta kullanılan Poisson denklemi ise kapalı bir şema ile çözülmektedir[7-8]. Bölgelere ayırmada kullanılan metot sırasıyla başlangıç aşaması, birim problem aşaması ve sonuç aşamasından oluşmaktadır. Başlangıç aşaması : Basmç denklemi, dQ{ sının ve Sj arakesiti ile sınırlandırılmış her bir Qj bölgesi için bölgeler arası arakesitte sıfir akı şartı olacak şekilde çözülür. dnt burada^, p yerine geçmektedir. (i° : keyfi w° = g° vuBirim problem: Asıl problemden kaynaklanan arakesit akı şartını çıkarmak için bir birim problem aşağıdaki şekilde yaratılır. En hızlı iniş (Steepest Descent): Ara yüzeydeki akı değerini hesaplamak üzere iteratif şema kullanılmıştır.

Özet (Çeviri)

PARALLEL PROCESS IN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS SUMMARY Numerical solution of the large-scale engineering problems is one of the biggest challenges of today's research world. Considering the limits of currently available computer power, it became apparent that the only means to achieve this goal is to compute in parallel. Clusters of the low cost work stations or PC's are particularly attractive in constructing such a powerful parallel computing means. In this study, a previously developed computer code [1-6] which solves the incompressible Navier- Stokes equations numerically sequentially or in parallel to analyze complex flow fields occurring in practical applications is further developed for general parallel computations. In this code, a fractional step algorithm together with Galerkin finite element formulation is employed as the solution procedure. Parallel solutions are obtained in cluster of workstations operating in PVM [9-10] environment. The momentum equation is solved with two-step explicit time marching and the pressure is obtained via solving the Poisson's equation. For solving these two equations in parallel computation, the solution domain is subdivided into sub domains. Both equations are solved in matching/non-overlapping grids. While the parallel solution of the momentum equations are carried out in a straightforward manner, the Domain Decomposition technique together with the element-by-element (EBE) iteration technique is employed for solution of the Poisson equation for pressure. In addition to use of the Q1Q1 finite elements pQ2Ql elements are employed for reducing the size of the pressure solution and enhancing the stability of the overall solution [7-8]. Domain Decomposition Method (DDM) employed for pressure formulations uses a sequence of initialization-iteration for a unit problem and finalization procedure. Initialization: Potential equation is solved in each domain Qj with boundary of dQi and an interface 5$, with vanishing Neumann boundary condition on the domain interfaces. -Ay, = / in Q, y. = g. on an, ^ = 0 on Sj dnt where y, stands for p. XIUnit Problem: In this DDM a unit problem is set up from the actual problem of solving the Poisson's equation on a subdivided domain as -AX: = 0 in Q, x" = 0 on ddf M = H)

Benzer Tezler

  1. FPGA based hardware accelerator for euler equations with finite volume method

    Euler denklemleri için sonlu hacimler yöntemi ile FPGA tabanlı donanım hızlandırıcı

    EMİNE ELİF YİĞİT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN YENİÇERİ

  2. Akışkan yatak kurutma sisteminde hesaplamalı akış dinamiği analizleri

    Computational fluid dynamics analysis for a fluidized bed dryer system

    ALPER DOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SENEM ŞENTÜRK LÜLE

  3. Bina cephesine entegre düşey yeşil sistemlerin yaya kotundaki rüzgar konforuna etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effect of vertical green systems integrated to building facade on the wind comfort in pedestrian elevation

    CANSU SARIKEÇE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NURİ SERTESER

  4. Taşıyıcı yüzey sistemlerinin girdap kafes yöntemi ile analizi ve genetik algoritma ile eniyilemesi

    Analysis and optimization of lifting surface systems using vortex lattice method with genetic algorithm

    OSMAN MİRZA DEMİRCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN

  5. Yapısal adaptif sayısal ağlar kullanarak sıkıştırılabilir akışın paralel analizi

    Başlık çevirisi yok

    SONER ÇETİNKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uzay Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. A. RÜSTEM ASLAN