شبيه‌سازي حركت جسم جامد در يك سيال نيوتوني با استفاده از يك روش مرزمستور شبه‌طيفي موازي‌شده تاوايي‌مبنا

در مقاله حاضر روشي عددي براي شبيه‌سازي اندركنش‌ دوسويه يك جسم جامد صلب با يك سيال تراكم‌ناپذير نيوتوني در يك پيكربندي دوبعدي تشريح مي‌شود. در اين روش مرزهاي جامد متحرك توسط توابع پايه شعاعي مدل شده، به يك حل‌گر مرز مستور شبه طيفي معادلات ناويراستوكس در شكل تاواييسرعت اعمال شده‌اند. در ابتداي هر گام زماني سرعت هايي بقايي كه شرايط مرز مستور متحرك را نيز ارضاء مي كنند، به همراه يك ميدان تاوايي اصلاح شده، مستقيماً و بدون نياز به تعريف يك تابع نيروي خارجي براي اصلاح جمله‌هاي جابجايي و پخش، مورد استفاده قرار مي‌گيرند. با توجه به استقلال شرط‌مرزي‌هاي مؤلفه‌هاي سرعت از يكديگر، در هر گام زماني، معادلات پواسن سرعت به‌صورت موازي حل شده‌اند. ديناميك جسم جامد با دقت مرتبه دوم زماني دنبال مي‌شود كه در آن نيروهاي حاصل از اندركنش مرز جامد و سيال از يك روش انتگرالي بر پايه تاوايي محاسبه شده‌اند. انتگرال گيري زماني از يك روش رانج كوتاي مرتبه سوم موازي‌شده انجام شده است. استفاده از حل‌گر سريع شبه‌طيفي به‌همراه موازي‌سازي حل معادلات پواسون سرعت و موازي‌سازي انتگرال‌گيري زماني؛ در تركيب با مدل‌كردن مرز جامد با استفاده از توابع پايه شعاعي، الگوريتمي بسيار سريع و كارآمد را نتيجه مي دهد كه شبيه‌سازي زمان واقعي را (كه نيازمند حداقل 21 نمايش از ميدان جريان در هر ثانيه است) امكان‌پذير ساخته است. دقت و كارايي روش از طريق حل چند مسئله نمونه نشان داده ‌شده ‌است.