Обзор открытого программного обеспечения для моделирования течений газа разрывным методом Галеркина (Виктория Корчагова, ISPRASOPEN-2019)

Короткая ссылка: 20191206BJ

Докладчик: Виктория Корчагова

Разрывный метод Галеркина (Discontinuous Galerkin, DG) является привлекательным для исследователей и разработчиков по всему миру уже более 30 лет. Основным преимуществом такого подхода является возможность получения численных схем высокого порядка без расширения шаблона. Однако на данный момент в силу сложности реализации метода существует не так много открытых программных пакетов на базе данного подхода. Работа посвящена обзору библиотек с открытым исходным кодом, которые позволяют проводить численное моделирование течений газа разрывным методом Галеркина, разработка и развитие которых продолжаются на сегодняшний день.
Подробнее рассмотрены библиотека Nektar++, в состав которой включены решатели на базе DG-алгоритма, и программный пакет Flexi, основанный полностью на разрывном методе Галеркина. Проведено сравнение возможностей пакетов с точки зрения разнообразия решаемых физических задач (набор уравнений состояния газа, учет вязкости, возможность моделирования многокомпонентных газовых смесей), вариативности численного алгоритма (набор решателей для расчета численных потоков, алгоритмы монотонизации решения, выбор метода интегрирования по времени, наличие моделей турбулентности), вычислительной эффективности реализации (возможности распараллеливания, масштабируемость), удобства использования (совместимость с форматами других программных комплексов, кроссплатформенность) и разработки (возможность встраивания модулей других разработчиков).
Проведено сравнение результатов работы выбранных программных пакетов на ряде тестовых примеров.