2023 г., Том 28, № 2, с.42-57

Статья посвящена построению экономичных конечно-разностных алгоритмов для пространственных задач гиперзвуковой аэродинамики. Дан краткий обзор современных моделей и алгоритмов, используемых в этой области, с точки зрения их вычислительной сложности для моделирования колебательной и химической кинетики. Применительно к двухтемпературной модели многокомпонентного диссоциирующего газа построены новые алгоритмы, основанные на методе приближенной факторизации или схеме предиктор-корректор с расщеплением операторов по физическим процессам и пространственным направлениям. Реализация алгоритмов на дробных шагах сводится к трехточечным скалярным прогонкам, что делает их экономичными по числу арифметических операций на узел сетки. Причем число операций имеет линейную зависимость от числа узлов расчетной области и числа уравнений. Используемая для построения алгоритмов идеология расщепления предполагает возможность распараллеливания вычислений при решении многомерных задач, так как решение исходной многомерной задачи сведено на каждом дробном шаге к независимому решению одномерных или более простых задач.