Direkte numerische Simulation turbulenter Strömungen auf Parallelrechnern:
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|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Köln
DLR, Abt. Operative Planung
1997
|
| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt <Köln>: Forschungsbericht.; 1997,4
1997,4 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
TURBULENTE
STROEMUNGEN
.
2
1.2
PARALLELES
RECHNEN
.
3
1.3
ZIELSETZUNG
UND
AUFBAU
DER
ARBEIT
.
5
2
SIMULATION
HOMOGEN-TURBULENTER
SCHERSTROEMUNGEN
9
2.1
PHYSIKALISCHE
BESCHREIBUNG
DER
STROEMUNG
.
9
2.2
MODELLBILDUNG
.
10
2.2.1
DAS
MATHEMATISCHE
MODELL
.
10
2.2.2
DAS
NORMIERTE
GLEICHUNGSSYSTEM
.
14
2.2.3
RANDBEDINGUNGEN
.
16
2.3
INITIALISIERUNG
.
17
2.4
AUSWERTUNGEN
.
17
2.5
DISKRETISIERUNG
.
17
2.5.1
DIE
ZEITLICHE
DISKRETISIERUNG
.
19
2.5.2
DIE
DISKRETISIERTEN
GLEICHUNGEN
.
20
2.6
DIE
ZEITLICHE
INTEGRATION
.
21
3
ALGORITHMISCHE
DARSTELLUNG
DES
PROGRAMMS
25
3.1
PROGRAMMSCHEMA
VON
DLSTUF
.
25
3.1.1
BEHANDLUNG
DER
RANDSCHICHTEN
.
28
3.2
DATENSTRUKTUREN
.
29
3.3
BEDARF
AN
RECHNERKAPAZITAETEN
.
33
3.3.1
SPEICHERPLATZBEDARF
.
33
3.3.2
BEDARF
AN
RECHENLEISTUNG
.
34
3.3.3
REALISIERBARE
AUFLOESUNGEN
.
38
4
KONZEPT
ZUR
PARALLELISIERUNG
39
4.1
ANFORDERUNGSPROFIL
FUER
P
AR
D
ISTUF
.
39
4.2
DAS
VERWENDETE
PARALLELE
PROGRAMMIERMODELL
.
40
4.3
BEWERTUNG
PARALLELER
PROGRAMME
.
43
4.4
DATENDEKOMPOSITION
.
44
4.4.1
DATENABHAENGIGKEITEN
.
45
4.4.2
AUFTEILUNG
DER
DATEN
.
48
4.4.3
DISKUSSION
.
52
4.5
FOURIERTRANSFORMATION
.
55
4.5.1
GRUNDLAGEN
DER
SCHNELLEN
FOURIERTRANSFORMATION
.
55
4.5.2
PARALLELE
FOURIERTRANSFORMATION
.
58
4.6
DATENTRANSPOSITION
.
62
5
PARALLELER
POISSONLOESER
65
5.1
DIREKTER
DREIDIMENSIONALER
POISSONLOESER
.
65
5.1.1
DER
PARALLELE
ANSATZ
.
67
5.2
PARALLELE
LOESER
FUER
TRIDIAGONALE
GLEICHUNGSSYSTEME
.
69
5.2.1
EIN
NEUES
DIVIDE
&
CONQUER
VERFAHREN
.
71
5.2.2
SEQUENTIALISIERUNG
DURCH
DATENTRANSPOSITION
.
78
5.2.3
DISKUSSION
DER
VERFAHREN
.
79
6
DAS
PARALLELE
PROGRAMM
81
6.1
KOMMUNIKATIONSBEDARF
.
81
6.2
ALGORITHMISCHER
AUFBAU
.
84
6.3
ERWEITERUNG
AUF
LARGE
EDDY
SIMULATION
UND
PASSIVE
SKALARE
.
87
6.4
VERWENDBARKEIT
DER
DC-TECHNIK
.
88
7
IMPLEMENTIERUNG
89
7.1
DIE
PARALLELEN
RECHNERSYSTEME
.
89
7.1.1
DIE
WAHL
DES
MESSAGE-PASSING-SYSTEMS
.
92
7.2
BETRACHTUNG
AUSGEWAEHLTER
KOMMUNIKATIONSVORGAENGE
.
93
7.2.1
AUSTAUSCH
DER
LOKALEN
RANDSCHICHTEN
.
93
7.2.2
DATENTRANSPOSITION
MIT
MPI
.
100
7.3
VERGLEICH
DER
PARALLELEN
POISSONLOESER
.
105
7.4
ERGEBNISSE
DER
PARALLELISIERUNG
VON
DLSTUF
.
111
7.4.1
SYSTEME
MIT
GEMEINSAMEM
SPEICHER
.
113
7.4.2
SYSTEME
MIT
VERTEILTEM
SPEICHER
.
115
7.4.3
BEWERTUNG
DER
PARALLELEN
RECHNERSYSTEME
.
118
7.4.4
BEWERTUNG
DES
PARALLELEN
PROGRAMMS
.
120
8
PHYSIKALISCHE
ANWENDUNGEN
121
8.1
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
.
121
8.1.1
ENERGIESPEKTREN
TURBULENTER
STROEMUNGEN
.
121
8.1.2
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
AUFLOESUNG
UND
REYNOLDSZAHL
.
123
8.1.3
DIE
KRITISCHE
RICHARDSONZAHL
.
126
8.2
BESCHREIBUNG
DER
SIMULATIONEN
.
128
8.3
DARSTELLUNG
UND
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
131
8.3.1
ERMITTLUNG
DER
KRITISCHEN
RICHARDSONZAHL
.
131
8.3.2
AUFLOESUNG
DES
TRAEGHEITSBEREICHS
.
137
8.3.3
SIMULATION
AUF
480
3
MASCHEN
.
142
9
SCHLUSSBEMERKUNG
149
9.1
PHYSIKALISCHE
ERGEBNISSE
.
151
9.2
AUSBLICK
.
152 |
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