Optymalizacja algorytmów wyznaczania ruchu cieczy lepkiej metodą sztucznej ściśliwości

• Autorzy: Kosma Z. , Noga B.

Warianty tytułu

EN

Optimized algorithms for the calculations of viscous incompressible flows using the artificial compressibility method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było poszukiwanie i optymalizacja efektywnych algorytmów obliczeniowych wyznaczania ruchu cieczy lepkiej w obszarach płaskich i przestrzennych - konkurencyjnych do kodów komercyjnych. Wyznaczano ruch cieczy lepkiej metodą sztucznej ściśliwości, opisywaną równaniami w zmiennych fizycznych: składowe prędkości, ciśnienie. Nowe algorytmy numeryczne zaadaptowano do rozwiązywania zagadnień modelowych, ze względu na możliwość porownywania wynikow własnych obliczeń numerycznych z wynikami prezentowanymi w publikacjach i rezultatami badań eksperymentalnych.

EN

The introduced pseudo-time derivative of pressure directly couples the pressure with the velocity and changes the mathematical character of the continuity equation from elliptic to hyperbolic. A standard method of lines approach is applied in this contribution. The system of partial differential equation is discretized in space by central, second-order finite-difference schemes on uniform grids with the same mesh sizes in each direction, the time-variable preserved continuous. The initial-boundary value problem for this system of equations is then reduced to an initial value problem for a system of ordinary differential equations, and the unknown values of pressure and velocity components in each inner knot of uniform meshes are computed using the Galerkin-Runge-Kutta method of third order. Test calculations for laminar flows in the square and cubic cavities with one moving wall and the backward-facing step have been performed. The proposed algorithms proved to be very effective for the demanded time of calculations

Słowa kluczowe

PL

ciecz lepka; ściśliwość; sztuczna ściśliwość

EN

compressibility; viscous fluid; artificial compressibility

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 5, nr 36
• Strony: 187--192
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz.

Twórcy

autor

Kosma Z.

autor

Noga B.

• Instytut Mechaniki Stosowanej, Politechnika Radomska,

Bibliografia

• 1. Kosma Z.: Podstawy mechaniki płynów. Radom: WPR, 2007.
• 2. Kosma Z.: Symulacja numeryczna ruchu cieczy lepkiej metodą sztucznej ściśliwości. Monografie. Radom: WPR, 2007.
• 3. Ghia U., Ghia K.N., Shin C.T.: High-Re solutions for incompressible flow using the Navier-Stokes equations and a multigrid method.”J. Comp. Phys.” 1982, 48, p. 387-411.
• 4. Erturk E., Corke T.C., Gokcol C.: Numerical solutions of 2-D steady incompressible driven cavity flow at high Reynolds numbers. “Int. J. Numer. Meth. Fluids” 2005, 48, p.747-774.
• 5. Shu C., L. Wang L., Chew Y.T.: Numerical computation of three-dimensional incompressible Navier-Stokes equations in primitive variable form by DQ method. “Int. J. Numer.Meth. Fluids” 2003, 43, p.345-368.
• 6 Gartling D.K.: A test problem for outflow boundary conditions-flow over a backwardfacing step. “Int. J. Numer. Meth. Fluid” 1990, 11, p. 953-967.