Квазигазодинамические алгоритмы на современных вычислительных платформах и моделирование актуальных задач газо- и гидродинамики

Фундаментальная научная задача, на вклад в решение которой направлен данный проект – это разработка высоко эффективных численных методов решения сложных задач динамики вязкого и невязкого сжимаемого газа и несжимаемой жидкости, параллельных алгоритмов их реализации на современных вычислительных платформах и многопроцессорных вычислительных системах, численное моделирование актуальных научных и прикладных задач, связанных с газо- и гидродинамикой.Проект посвящен дальнейшей разработке и новым приложениям класса численных методов решения уравнений газо- и гидродинамики, основанных на их предварительной регуляризации – построении квазигазодинамических (КГД) и квазигидродинамических (КГидроД) систем уравнений, с эффективной параллельной реализацией этих методов на неструктурированных 3Д сетках на современных вычислительных платформах и многопроцессорных вычислительных системах. Планируется открытый доступ к КГД- и КГидроД-солверам, т.е. он будет предоставлен широкому кругу пользователей. В задачи проекта входит компьютерное моделирование разнообразных процессов:1) обтекание 3Д моделей некоторых летательных аппаратов при различных углах атаки как в дозвуковом и околозвуковом, так и в сверхзвуковом режимах при больших числах Маха, с применением различных моделей турбулентности;2) истечение недорасширенных и перерасширенных струй газа или жидкости;3) различные задачи о нестационарных течениях несжимаемой жидкости со свободной границей, в том числе типа вода/воздух;4) модель функционирования сердечного дискового насоса, временно заменяющего сердце человека, и оптимизация его работы.Результаты найдут применение при проектировании авиационной и ракетной техники, в геофизической гидродинамике, экологии, в кардиохирургии.Предполагается также существенное развитие теоретической базы КГД-алгоритмов, в том числе разработка новых аппроксимаций тензора вязких напряжений на ЗД неструктурированных сетках, повышение эффективности параллельной реализации алгоритмов, строгий анализ условий на параметры алгоритмов, гарантирующих их устойчивость и др.Актуальной задачей является предоставление широкому кругу пользователей удобного доступа к квазигазодинамическим (КГД) и квазигидродинамическим (КГидроД) солверам, являющимися оригинальным инструментом для численного моделирования задач газо- и гидродинамики, что возможно в рамках открытой платформы OpenFOAM. Это в свою очередь приведет и уже приводит к существенному расширению круга решаемых КГД- и КГидроД-алгоритмами научных и прикладных задач и дальнейшему развитию и усовершенствованию самих алгоритмов.