水动力数值计算与同化分析软件

水动力数值计算与同化分析软件（Hydro-DA）

Numerical Hydrodynamic Modeling and Data Assimilation Software
(Hydro-DA)

软件授权/咨询：hydro_da@sina.com

本软件包含以下模块：1）基于非结构化网格的水动力计算模块2）基于块结构化网格的两相流数值预报模块3）数据同化模块

基于非结构化网格的水动力计算模块采用有限体积法和重叠网格技术，实现波浪/波流耦合工况下的船体阻力预报、运动响应分析和操纵性评估等。软件采用高精度对流格式等，确保非定常模拟的数值精度与稳定性；采用基于双曲正切函数的界面捕捉方法，精准处理大密度比气液两相流问题；采用创新性的THINC函数插值算法，有效解决重叠网格的守恒性与耗散问题；适用于高雷诺数工程问题求解，计算精度和稳定性优于主流商业软件。

系统环境：Linux；软件环境：Paraview5.12、Python3.8.12、OpenMPI3.1.5等，OpenFOAM-v2106；CPU主频：最小建议2.5GHZ，建议3.0GHZ；内存：最小建议16GB，建议32GB。

基于块结构化网格的两相流数值预报模块开发了大密度比两相流高鲁棒性数值计算方法，能够大幅提高复杂界面流动问题数值计算稳定性。基于MPI库开发了并行计算软件框架，采用METIS并行分区工具，使用PETSc数学库用于大规模线性问题的求解。数值试验表明该软件具有较高的船舶水动力数值预报精度。

数据同化模块主要为实现逆问题求解，即基于用户提供的观测数据和具有不确定性的模型，通过集合卡尔曼滤波(EnKF)逆向求解模型中的未知参数或变量，达到优化模型的目的。目前可以用于Lorenz方程参数求解、来流重构问题。

系统环境：Linux；软件环境：Python3.8及以上，基本第三方库numpy、scipy、dafi等，openfoam-v2012；CPU主频：最小建议2.5GHZ，建议3.0GHZ；内存：最小建议8GB，建议16GB；虚拟内存：Initial Size 1GB, Maximum Size 2GB。