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- Dokumenttyp:
- Konferenzbeitrag
- Autor(en):
- Frisch, J.; Mundani, R.-P.
- Titel:
- Multiskalen-Strömungssimulation eines Kraftwerkskomplexes auf Höchstleistungsrechnern
- Abstract:
- Strömungssimulationen bieten heutzutage eine günstige Alternative zu aufwändigen Versuchsreihen und Messungen in Windkanälen. Hierbei können, je nach Berechnungsmethode, lokale Windgeschwindigkeiten, Drücke, Temperaturen, Teilchenkonzentrationen etc. an jedem Punkt und zu jedem Zeitpunkt bestimmt werden. Allerdings müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein, damit die Ergebnisse brauchbar und ausreichend genau sind. Der benutzte Strömungssimulationscode muss validiert sein, seine Methode muss auf die gegebene Anwendung passen und die räumliche Auflösung der Geometrie sowie die zeitliche Diskretisierung des Modells müssen entsprechend angepasst werden. Vor allem die hohe Auflösung der Geometrie und die zeitliche Anpassung der Diskretisierung setzt eine sehr hohe Rechenleistung voraus, die ohne parallelen Ansatz nicht mehr zu meistern ist. In diesem Beitrag wird ein am Lehrstuhl für Computation in Engineering der Technischen Universität München eingesetzter und weiterentwickelter Code zur Strömungssimulation angepasst, um eine äußerst komplexe Geometrie zu verarbeiten. Der eingesetzte Code basiert auf der Gitter-Boltzmann-Methode (LBM) die an die Konzepte der statistischen Physik anknüpft und nicht auf der Lösung der herkömmlichen hydrodynamischen Navier-Stokes Gleichungen beruht. Um die numerische Stabilität zu erhöhen, wurde das Multiple-Relaxation-Time Modell (MRT) von d'Humières eingesetzt und zur Berechnung von konvektiven Strömungen das "Hybrid Thermal Model" von Lallemand & Luo verwendet, das noch um turbulent konvektive Strömungen erweitert wurde. Bei der in diesem Beitrag verwendeten Geometrie handelt es sich um einen äußerst aufwändigen und hochaufgelösten Kraftwerkskomplex, der sich aus annähernd 13 Millionen Dreiecksflächen zusammensetzt. Eine erste Studie zum Konvergenzverhalten des Strömungscodes wurde von den Autoren durchgeführt und in zur Publikation akzeptiert. Nun soll insbesondere der Faktor der wesentlich größeren Geometrie untersucht werden. Vor allem bei genauerer Untersuchung soll die voll aufgelöste Geometrie verwendet werden. Bei Betrachtung eines wesentlich größeren Berechnungsgebietes - um beispielsweise die Auswirkungen des gesamten Komplexes auf die Umgebung zu untersuchen - wird die Auflösung vergröbert, was den Multiskaltenansatz unterstreicht. Weiterhin werden Untersuchungen bezüglich Performance des Codes bei den größeren Geometrien auf dem deutschen Höchstleitungsrechner HLRB II (SGI Altix 4700) ausgeführt und kommentiert.
- Kongress- / Buchtitel:
- Proceedings des 22. Forum Bauinformatik
- Verlag / Institution:
- Shaker Verlag
- Verlagsort:
- Berlin, Germany
- Jahr:
- 2010
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