Визуализация применения разрывного метода частиц без учета их формы к задаче обтекания сверхзвуковым потоком клина
Аннотация:
Исследуется модификация разрывного метода частиц без учёта их формы для двумерных задач газовой динамики. В предыдущей версии метода форма частиц обуславливала их взаимодействие, что определяло качество итогового результата. Чтобы избавиться от постоянной привязанности к форме и размерам частиц, введён другой третий инвариант, наряду с высотами частиц (решением дифференциальной задачи) и их положениями в пространстве, а именно, площадь трапеции, основаниями которой являются высоты частиц, а отрезок, соединяющий их центры, — боковой стороной. Этот инвариант можно интерпретировать как след сохранения массы в пространстве между двумя частицами, массы которых тоже не меняются (точная консервативность — основополагающая черта методов частиц). Производится сравнение численных решений методом частиц и численных решений, полученных с помощью открытого программного комплекса OpenFOAM, с аналитическим решением в норме L2 на примере задачи обтекания сверхзвуковым потоком клина, в результате чего образуется косой скачок уплотнения. Варьируется скорость набегающего потока и угол падения потока. Представленная визуализация результатов даёт ясную картину особенностей метода частиц для задач, решение которых обладает большими градиентами. Данная работа является частью исследований по сравнительной верификации численных методов в пространстве определяющих параметров.
