Simulación mediante DNS de un canal turbulento rectangular aplicando diferencias finitas compactas

Abstract

[ES] En este trabajo se ha extendido el código de canales turbulentos LISO para permitir la simulación flujos turbulentos en tuberías rectangulares ( rectangular ducts ). Este problema es de gran interés práctico, ya que una gran cantidad de sistemas de acondicionamiento de aire usan este tipo de tubería.

La implementación se ha basado en el uso de diferencias finitas compactas (DFC) de dimensión dos. Las DFC se inventaron, precisamente, para la simulación de flujos turbulentos de interés aeronáutico. Para realizar la implementación ha sido necesario analizar cada una de las 10000 lineas que componen el código LISO, teniendo implementada una versión en paralelo que ha sido probada en miles de procesadores.

En este TFM se presentan las estrategias de modelización, las técnicas de cálculo paralelo así como las mejoras implementadas tanto en la física del código como en su tratamiento de la memoria.

[EN] In this project the LISO turbulent channel code has been extended to allow the simulation of turbulent flows in rectangular ducts. This problem is of great practical interest, since a large number of air conditioning systems use this type of pipe.

The implementation has been based on the use of compact finite differences (CFD) of dimension two. CFDs were invented precisely for the simulation of turbulent flows of aeronautical interest. In order to carry out the implementation it has been necessary to analyse each of the 10000 lines that make up the LISO code, having implemented a parallel version that has been tested on thousands of processors.

This TFM presents the modelling strategies, the parallel calculation techniques as well as the improvements implemented both in the physics of the code and in its memory processing.