Wyznaczanie ruchu cieczy lepkiej w kanale z uskokiem ścianki metodą sztucznej ściśliwości

• Autorzy: Kosma Z. , Noga B.

Warianty tytułu

EN

Compupation of laminar backward-facing step flow using an artificial compressibility method

• Konferencja: Modelowanie w mechanice/Sympozjum [XLIV; 2005; Gliwice; Polska]
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zasadniczą ideą, metody sztucznej scisliwosci jest przyłączenie pochodnej cisnienia względem czasu do równania ciągłości. Wszystkie pochodne względem zmiennych przestrzennych aproksymowano klasycznymi ilorazami różnicowymi drugiego rzędu dokładności, czas zachowano jako zmienną niezaleąną ciagłą. Zagadnienie początkowe dla układu równań różniczkowych zwyczajnych rozwiązywano dwukrokową metodą predyktor-korektor wstecznego różniczkowania. Obliczenia wykonano na rownómiernych siatkach w kanałach o dtugosaach L = 2 - 25 dla Re = 20,100, 200,400, 600 i 800.

EN

Essence of the artificial compressibility method lies in involving the pressure time-derivative in the continuity equation. The spatial derivatives and the boundary conditions are discretized by means of the classical second-order finite-difference schemes on uniform grid, while preserving the time-variable continuos. The resulted system of ordinary differential equations has been integrated using the two-step backward-differentiation predictor-corrector method. Calculations for the backward-facing step have been made for Reynolds number values of 20, 100,200,400,600 and 800 for the channel lengths L = 2 4- 25.

Słowa kluczowe

PL

ruch cieczy lepkiej; metod sztucznej ściśliwości

EN

artificial compressibility method

• Wydawca: Wydawnictwo Katedry Mechaniki Stosowanej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2005
• Tom: z. 29
• Strony: 225--230
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Kosma Z.

• Instytut Mechaniki Stosowanej Politechnika Radomska, 26-600 Radom, ul. Krasickiego 54 tel. [phone]

autor

Noga B.

Bibliografia

• [1] Anderson D.A., Tannehill J.C., Pletcher R.H.: Computational fluid mechanics and the heat transfer. Washington: Hem. Publ. Corp., 1984.
• [2] Fletcher C.A.J.: Computational techniques for fluid dynamics 2. Specific techniques for different flow categories. New York: Springer-Verlag, 1988.
• [3] Hirsch Ch.: Numerical computational of internal and external flows. Vol 2: Computational methods for inviscid and viscous flows. New York: John Wiley & Sons, 1990.
• [4] Kosma Z: Metody numeryczne dla zastosowań inżynierskich. Radom: WPR, 2004.
• [5] Hairer E, Norsett S.P., Wanner G.: Solving ordinary differential equations I. Nonstiff problems. Berlin: Springer-Verlag, 1993.
• [6] Armaly B.F., Durst F., Pereira J.C.F., Schónung В.: Experimental and theoretical investigation of backward-facing step flow. J. Fluid Mech., 127, 1983, s. 476-496.
• [7] Gartling D.K.: A test problem for outflow boundary conditions-flow over a backward- facing step. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 11, 1990, s. 953-967.
• [8] Pentaris A., Nikolados K. Tsangaris S.: Development of projection and artificial compressibility methodologies using the approximate factorization technique. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 19, 1994, s. 1013-1038.
• [9] Pappou Th., Tsangaris S.: Development of an artificial compressibility methodology using flux vector splitting. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 25, 1997, s. 523-545.
• [10] Barton I.E.: The entrance effect of laminar flow over a backward-facing step geometry. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 25, 1997, s. 633-644.
• [11] Biagioli F.: Calculation of laminar flows with second-order schemes and collocated variable arrangement. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 26, 1998, s. 887-905.
• [12] Barton I. E.: Improved laminar predictions using a stabilised time-dependent simple scheme. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 28, 1998, s. 841-857.
• [13] Keskar J., Lyn D. A.: Computations of laminar backward-facing step flow at Re = 800 with a spectral domain decomposition method. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 29, 1999, s. 411-427
• [14] Jan Y. J., Huang, S. J., Lee T. Y.: Computational fluid flow in two dimensiong using simple T4/C3 element. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 34, 2000, s. 187-205.
• [15] Domański J., Kosma Z.: Numerical simulation of viscous flows over a backward-facing steps. ZAMM, 81, S4, 2001, s. 921-922.
• [16] Whiting Ch. H., Jansen К. E.: A stabilized finite element method for the incompressible Navier-Stokes equations using a hierarchical basis. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 35, 2001, s. 93-116.
• [17] Teigland R., Eliassen I. K.: A multiblock/multilevel mesh refinement procedure for CFD computations. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 36, 2001, s. 519-538.
• [18] Liu С. H., Leung D. Y. C.: Development of a finite element solution for the unsteady Navier-Stokes equations using projection method and fractional-0-scheme. Comput. Meth. Appl. Mech. Engrg., 190, 2001, s. 4301-4317.
• [19]Olszanskii M. A.: A low order Galerkin finite element method for the Navier-Stokes equations of steady incompressible flow: a stabilization issue and iterative methods. Comput. Meth. Appl. Mech. Engrg., 191, 2002, s. 5515-5536.
• [20] Pontaza J. P., Reddy J. N.: Spectral/hp Least-Squares Finite Element Formulation for the Navier-Stokes Equations. J. Comput. Phys., 190, 2003, s. 523-549.
• [21] Sockol P. М.: Multigrid Solution of the Navier-Stokes equations at low speeds with large temperature variations. J. Comput. Phys., 192,2003, s. 570-592.
• [22] Femandez-Feria R., Sanmiguel-Rojas E.: An explicit projection method for solving incompressible flows driven by a pressure difference. Comput. Fluids., 33, 2004, s. 463- 483.
• [23] Kosma Z.: Symulacja numeryczna przepływu ruchu płynów lepkich. Radom: WPR, 2003.
• [24] Kosma Z.: Method of lines for the incompressible Navier-Stokes equations in the stream- function formulation. TASK Quart., 9 No. 1, 2005, s. 17-35.