Wyznaczanie przepływów Stokesa w przewodach profilowanych metodą elementów brzegowych

• Autorzy: Teleszewski T. J. , Sorko S. A.

Warianty tytułu

EN

Simulation of Stokes flow through circular pipe with changing of axisymmetric shapes by using the Boundary Element Method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W opracowaniu przedstawiono zastosowanie metody elementów brzegowych (MEB) do wyznaczania przepływów Stokesa w profilowanych przewodach i kołowym przekroju poprzecznym metodą elementów brzegowych. W celu walidacji metody elementów brzegowych porównano rozwiązania numeryczne zrealizowane metodą elementów brzegowych z rozwiązaniem analitycznym i rezultatami eksperymentalnymi. W prezentowanej pracy przedstawiono graficzne rezultaty obliczeń dla wybranych przykładów, dla których nie są znane rozwiązania analityczne.

EN

The aim of the article is to present a simulation of steady Stokes flow in a circular pipe with changing axisymmetric of radius of the tube using the Boundary Element Method (BEM). Results of this method were compared with experiment result of Taneda and analytical solution. Examples of BEM solution Stokes flow through nozzle, deep caving and rounded caving are also presented. The software was written for a PC computer.

Słowa kluczowe

PL

metoda elementów brzegowych; przepływ Stokesa; przepływ osiowo-symetryczny

EN

boundary element method; Stokes flow; axisymmetric flow

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Symulacji Komputerowej
• Czasopismo: Symulacja w Badaniach i Rozwoju
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 4, nr 1
• Strony: 41--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Teleszewski T. J.

• Politechnika Białostocka, WBiIŚ , ul.Wiejska 45E, 15-351 Białystok

autor

Sorko S. A.

• Politechnika Białostocka, WBiIŚ , ul.Wiejska 45E, 15-351 Białystok

Bibliografia

• 1. Chung T.J.: Finite Element Analysis in Fluid Dynamics. Mc-Graw-Hill, New York 1978.
• 2. Zieniewicz O.C., Taylor R.L.: The Finite Element Method Fluid Dynamics. Fifth Edition, Vol. 3, Elsevier, Singapore, 2005.
• 3. Tsepelev I.A., Korotkii A.I., Ismail-Zadeh A.T.: Numerical approach to 3D forward modeling of slow viscous flow, Computational Fluid and Solid Mechanics, Elsevier Science, Oxford, pp. 1169-1171, 2003.
• 4. Fard A.S., Hulsen M.A., Anderson P.D.: Extended finite element method for viscous flow inside complex three-dimensional geometries with moving internal boundaries, International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol. 70, Issue 6, pp. 775–792, 2012.
• 5. Versteeg H. K. , Malalasekera W.: Introduction to Computational Fluid Dynamics, The Finite Volume Method, NY, 1995.
• 6. Sahina M., Wilson H.J.: A semi-staggered dilation-free finite volume method for the numerical solution of viscoelastic fluid flows on all-hexahedral elements, Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, Vol. 147, Issues 1–2, 2007, pp. 79–91.
• 7. Li J., Chen Z., He Y.: A stabilized multi-level method for non-singular finite volume solutions of the stationary 3D Navier–Stokes equations, Numerische Mathematik, Volume 122, Issue 2, pp. 279-304.
• 8. Barbosa E., Daube O.: A finite difference method for 3D incompressible flows in cylindrical coordinates, Computers & Fluids, Vol. 34, Issue 8, pp. 950–971, 2005.
• 9. Tan F., Zhang Y., Li Y.: Development of a meshless hybrid boundary node method for Stokes flows, Engineering Analysis with Boundary Elements, Vol. 37, Issue 6, pp. 899–908, 2013.
• 10. Frangi A.: A fast multipole implementation of the qualocation mixed-velocity–traction approach for exterior Stokes flows, Engineering Analysis with Boundary Elements, Vol. 29, Issue 11, pp. 1039–1046, 2005.
• 11. Teleszewski T. J., Sorko S.A.: Zastosowanie metody elementów brzegowych do wyznaczania płaskich przepływów cieczy lepkiej, Acta Mechanica et Automatica, Vol.5, nr 1, s. 94-105 , 2011.
• 12. Landau L.D., Lifshitz E.M.: Fluid Mechanics, Pergamon Press, 1987.
• 13. Brebbia C. A., Telles J.F.C., Wrobel L.C.: Boundary Element Techniques. Theory and Applications in Engineering. Springer-Verlag, NY, 1984.
• 14. Brebbia C.A.: Topics in Boundary Element Research Vol. 5. Viscous Flows Applications, Springer-Verlag, NY, 1984.
• 15. Taneda S.: Visualization of Separating Stokes Flows, Journal of the Physical Society of Japan, Vol.46, No.6 pp. 1935-1942, 1979.
• 16. Kim S., Karrila S.J.: Microhydrodynamics: Principles and Selected Applications. w Dover Publications 2005.
• 17. Waite L., Fine J.: Applied Biofluid Mechanics, McGrawHill 2007.

Uwagi

Opracowanie zrealizowano w ramach z pracy statutowej Politechniki Białostockiej