SPH computation of incompressible viscous flows

• Autorzy: Pozorski J. , Wawreńczuk A.

Warianty tytułu

PL

Obliczenia nieściśliwych przepływów lepkich metodą cząstek rozmytych (SPH)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper is concerned with the numerical flow computation using the method of Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Fundamental concepts of the method are briefly recalled. Physical aspects of the incompressibility and its mathematical formulation are described. A new proposal for the incompressibility constraint is put forward in the SPH context. Numerical implementation of the method is described and main parts of the algorithm are presented, including the issue of boundary conditions. Some validation cases and examples of results for viscous flows are presented.

PL

Praca dotyczy numerycznych obliczeń przepływów z wykorzystaniem metody cząstek rozmytych (ang. SPH - Smoothed Particle Hydrodynamics). Przypomniano pokrótce podstawy metody, a także fizyczne i matematyczne aspekty nieściśliwości. Przedstawiono nową propzycję spełnienia warunku nieściśliwości w podejściu SPH. Opisano numeryczną implementację metody i podstawowe elementy algorytmu, w tym sposób stawiania warunków brzegowych. przedstawiono wyniki testów metody oraz przykłady obliczeń przepływów lepkich.

Słowa kluczowe

EN

viscous flow; particle method; incompressibility

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 40 nr 4
• Strony: 917--937
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.,rys.

Twórcy

autor

Pozorski J.

autor

Wawreńczuk A.

Bibliografia

• 1. CUMMINS S.J., RUDMAN M., 1999, An SPH projection method, J. Comput. Phys., 152, 584-607
• 2. FABER T.E., 1995, Fluid Dynamics for Physicists, Cambridge University Press, Cambridge
• 3. GHIA U., GHIA K.N., SHIN C.T., 1982, High Resolutions for incompressible flow using the Navier-Stokes cquations and a multigrid method, J. Comput. Phys., 48, 387-411
• 4. GINGOLD R.A., MONAGHAN J.J., 1982, Kernel estimates as a basis for generał particie methods in hydrodynamics, J. Comput. Phys., 46, 429-453
• 5. HOCKNEY R.W., EASTWOOD J.W., 1981, Computer Simulations Using Particles, McGraw-Hill, New York
• 6. LIBERSKY L.D., PETSCHEK A.G., CARNEY T.C., HIPP J.R., ALLAHDADI F.A., 1993, High strain Lagrangian hydrodynamics. A three-dimensional SPH code for dynamie materiał response, J. Comput. Phys., 109, 67-75
• 7. MINIER J.P., POZORSKI J., 1999, Wall boundary conditions in PDF methods and application to a turbulent channcl flow, Phys. Fluids, 11, 2632-2644
• 8. MONAGHAN J.J., 1989, On the problem of penetration in particie methods, J. Comput. Phys., 82, 1-15
• 9. MONAGHAN J. J., 1992, Smoothed particie hydrodynamics, Annu. Rev. Astron. Astrophys., 30, 543-574
• 10. MONAGHAN J.J., 1994, Simulating free surface flows with SPH, J. Comput. Phys., 110, 399-406
• 11. MONAGHAN J.J., GINGOLD R.A., 1983, Shock simulation by the particie method SPH, J. Comput. Phys., 52, 374-389
• 12. MORRIS J.P., 1996, Analysis of Smoothed Particie Hydrodynamics with applications, Ph.D. thesis, Monash University, Clayton Victoria, Australia
• 13. MORRIS .J.P., 2000, Simulating surface tension with Smoothed Particie Hydro-dynamics, Int. J. Num. Meth. FI, 33, 333-353
• 14. MORRIS J.P., Fox P.J., ZHU Y., 1997, Modeling Iow Reynolds number in-compressible flows using SPH. J. Cornput. Phys., 136, 214-226
• 15. MORRIS J.P., MONAOHAN J.J., 1997, A switch to reduce SPH viscosity, J. Cornput Phys., 136, 41-50
• 16. POPE S.B., 1985, PDF methods for turbulent reactive nowy, Prog. Energy Combust. Sci, 11, 119-192
• 17. SCHLICHTING H., GERSTEN K., 1997, Grenzschicht-Theorie (9. Auflage), Springer, Berlin
• 18. WELTON W.C., 1998, Two-dimensional PDF/SPH simulations of compressible turbulent flows, J. Cornput. Phys., 139, 410-443