Суперкомпьютерное многомасштабное моделирование течений газовых смесей в микроканалах

Статья посвящена моделированию течений реальных газов и их смесей в микроканалах технических систем с использованием высокопроизводительных вычислений. Для моделирования используется многомасштабный двухуровневый подход, сочетающий расчеты на макро-и микроуровнях. Подход позволяет исследовать многокомпонентные течения в микроканалах сложной геометрии в широком диапазоне чисел Кнудсена. Параллельная реализация основана на методе разделения областей и функциональном параллелизме и ориентирована на использование вычислительных систем с гибридной архитектурой. В качестве примера рассмотрена задача истечения смеси азота и водорода в вакуум. На этом примере исследована корректность многомасштабного подхода. Кроме того, представлены результаты прямого молекулярно-динамического моделирования течения азота в никелевом микросопле, в том числе характеристика эффективности распараллеливания при большом числе частиц (0.5 млрд) и профили скорости в микросопле в зависимости от времени.