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SU2 _斯坦福大学的开源CFD代码

慕河
2023-12-01

       SU2是美国斯坦福大学航空航天学院开发的高精度偏微分方程求解器,与NASACFL3D不同,它是一款非结构网格求解器,并且是基于C++开发的(这和OpenFOAM类似)。它不仅开展串行计算,还可以进行并行计算。同时具备了变形网格(即动网格)功能和网格自适应功能等。为提高计算效率,该代码采用多重网格来加速收敛。

      SU2有多种空间离散格式和多个通量限制器,可进行从低速不可压流动到高超声速的计算,甚至还可开展诸如多物理场模拟、多组分流动模拟、燃烧模拟、气动噪声模拟、两相流模拟、磁流体模拟、等离子体流动模拟以及优化等。

      SU2基于有限体积框架的格点格式编写的。下面逐个介绍其数值方法。

空间离散格式

  • Jameson-Schmidt-Turkel or JST (centered scheme, second-order accurate in space).
  • Lax-Friedrich (centered scheme, first-order accurate in space).
  • Roe 1st-Order (upwind scheme, first-order accurate in space).
  • Roe 2nd-Order (upwind scheme, second-order accurate in space using MUSCL scheme and Venkatakrishnan's limiter).
  • HLLC 1st & 2nd order (approximate Riemann solver with Venkatakrishnan's limiter).
  • AUSM 1st & 2nd order (approximate Riemann solver with Venkatakrishnan's limiter).

时间推进格式

  • Backward and forward Euler (first-order accurate in time).
  • Runge-Kutta Explicit (up to fourth-order accurate in time).
  • Dual time stepping (second-order accurate in time).

粘性模拟

    包括了无粘的Euler方程、层流模型以及雷诺平均湍流模型RANSRANS湍流模型包括了SASST湍流模型。

网格类型

    二维网格支持三角形网格和四边形网格以及两者构成的混合网格。

    三维网格支持纯四面体网格、纯六面体网格以及三棱柱/四面体构成的混合网格。暂时不支持金字塔(五面体)网格。

    通常SU2的网格格式包括了它自己的SU2格式以及CGNS格式。

网格自适应功能

针对三角形网格和四面体网格,SU2提供了网格自适应功能。用户可以通过设置相关参数来进行网格调整。

变形网格

采用弹簧模型、考虑扭转的弹簧模型以及代数方法实现网格的变形。

重启动功能

可保存重启动数据文件,并基于此来继续计算。

 

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