SpaceX独家发布最新CFD软件

2017-03-25  by:CAE仿真在线  来源:互联网

基本原理:湍流在(从Kolmogorov尺度到整机的)所有尺度上都有结构,但不是稠密的。分形维数低于所在空间的维数(复习实变函数和点集拓扑),因此无需在所有的位置上解析到最小结构,可以把计算资源集中到稀疏的低维结构上。分形维数越低、计算量越小,类似压缩算法。

实现方式:直接对描述湍流的压缩过的分形数据进行运算,而不进行解压。SpaceX的程序猿采用了称为“小波局部分形压缩”的算法,然后拿Nvidia的GPU卡堆起来跑(真正的两弹一星黄仁勋)。注意小波变换算法wavelets在目前任何一种主流湍流模型(RANS/LES/DES)里都没用到。这意味着SpaceX的新玩意不仅网格更适应分形,湍流模型甚至N-S solver也一起大改,这种事已经多年不遇了。

火箭发动机燃烧问题横跨8个数量级的时间尺度

其中的湍流问题横越6个时间尺度、10的18次方字节的数据

但湍流结构不是稠密的,数据可以压缩。
所以关键问题在于如何压缩可以在不解压的情况下进行计算?

首先要划分网格

通常用傅立叶变换可以压缩数据,但三角函数太长了

小波变换的局部基函数更适合描述湍流的分形特征

开始构建小波基函数

构建过程,不同尺度下点亮/熄灭各种小波基(蓝灯)的状态。
原视频在这里有不同尺度好多张图,必看!

解压缩

生成了自适应网格,实际上相当于二叉树?

飞船在再入大气层

亚音速绕流也能用

实时生成的网格

3D数据结构

利用了小波的某些性质简化数据结构

氢氧爆轰

图化学反应有N多基元反应(玩火箭的同学可能还记得Guipep)

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