反応流に対する有限差分ベース非同期偏微分方程式ソルバの評価【JST・京大機械翻訳】

Kumari Komal; Cleary Emmet; Desai Swapnil; Donzis Diego A.; Chen Jacqueline H.; Aditya Konduri

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202206524739110 整理番号：22P0324630

反応流に対する有限差分ベース非同期偏微分方程式ソルバの評価【JST・京大機械翻訳】

Evaluation of finite difference based asynchronous partial differential equations solver for reacting flows

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発行年： 2022年04月03日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年04月03日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

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極端なレベルの並列性を有する次世代エキサスケールマシンは,前例のないパラメータ範囲における複雑な物理システムの大規模数値シミュレーションのための大規模な計算資源を提供する。しかし,現在の最先端の数値ソルバの新しい数値法,スケーラブルなアルゴリズムおよび再設計が,最小オーバヘッドでこれらの機械にスケーリングするために必要とされる。偏微分方程式ベースソルバに対するそのようなアプローチの一つは,数値精度に影響することなく通信と同期ボトルネックの緩和を容易にするために,高次非同期性(AT)スキームを用いた遅延または非同期データによる空間導関数の計算を含む。本研究では,ATスキームによる多段Runge-Kutta法を用いて,時間離散化を実行する効果的な方法論を提示した。これらのスキームを用いて,正準反応流問題の非同期シミュレーションを実行し,予混合火炎伝搬と非予混合自己着火の自己着火を含む一次元で実証した。シミュレーション結果は,ATスキームが,加工要素(PE)境界での遅延データにもかかわらず,剛性中間種を含む全ての重要な関心において,非常に小さな数値誤差を引き起こすことを示した。超音速流のシミュレーションのために,緩和同期を用いるとき,よく知られた衝撃解消WENO(重み付き本質的に非振動性)スキームの劣化数値精度も議論した。この精度損失を克服するために,高次AT-WENOスキームを導出し,線形および非線形方程式で試験した。最後に,新しいAT-WENOスキームを,PE境界での遅延によるデトネーション波の伝搬において実証した。【JST・京大機械翻訳】

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数値計算 , 流体動力学一般

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