Random vortex method for three dimensional flows. Part I: Numerical imlementation and sample results

• Autorzy: Styczek A. , Duszyński P. , Poćwierz M. , Szumbarski J.

Warianty tytułu

PL

Stochastyczna metoda wirowa dla przepływów trójwymiarowych. Część II: Numeryczna implementacja i przykładowe wyniki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Continuation of the first part of the paper focuses on implementation issues, computational efficiency and presentation of test calculations. Sample results have been obtained for a viscous flow past a spherical body immersed in an uniform stream. The solution algorithm for the external Neumann boundary problem, the construction of the vortex particles near the material boundary and the evaluation of the stretching effect are described in some details. The problem of design of efficient algorithms for induced velocity computation is discussed briefly. The presented results include patterns of instantaneous velocity and vorticity field as well as selected streamlines showing the complexity of flow near the aft part of the body and inside the aerodynamic wake.

PL

W drugiej części pracy omawiane są zagadnienia związane z implementacją metody wirowej w trzech wymiarach oraz prezentowane są wybrane wyniki obliczeń. Testowym przykładem jest opływ kuli strumieniem jednorodnym. Opisano konstrukcję solwera zewnętrznego zagadnienia brzegowego typu Neumanna, proces generacji nowych cząstek wirowych w pobliżu powierzchni ciała oraz sposób obliczania "stretchingu". Omówiono problem efektywnego obliczania prędkości indukowanej. Przedstawione wyniki, obejmujące chwilowe pola prędkości i wirowości oraz wybrane linie prądu, demonstrują złożoność pola przepływu w śladzie za opływanym ciałem.

Słowa kluczowe

EN

vortex methods; vortex stretching; Fokker-Planck-Kolmogorow equation; Ito stochastic differential equations

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 42 nr 2
• Strony: 223--138
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Styczek A.

• Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, Warsaw University of Technology

autor

Duszyński P.

• Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, Warsaw University of Technology

autor

Poćwierz M.

• Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, Warsaw University of Technology

autor

Szumbarski J.

• Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• 1. Blelloch G., Narlikar G., 1997, A practical comparison of N-body algorithms – parallel algorithms, Series in Discrete Mathematics and Theoretical Computer Science, 30
• 2. Chorlton F., 1969,Boundary Value Problems in Physics and Engineering, Van Nostrand Reinhold Co., London
• 3. Gardiner C.W., 1990, Handbook of Stochastic Methods, 3rd Ed. Springer Verlag
• 4. Gibbon P., Sutmann G., 2002, Long-range interactions in many-particle simulations, Quantum Simulations of Complex Many-Body Systems, 10, 467-506
• 5. Ploumhans P., Winckelmans G.S., Salmon J.K., Leonard A., Warren M.S., 2002, Vortex methods for direct numerical simulations of threedimensional bluff-body flows: application to the sphere at Re=300, 500, and 1000, Journal of Computational Physics, 178, 427-463
• 6. Pringle G.J., 1994, Numerical study of three-dimensional flow using fast parallel particle algorithms, Ph.D. Dissertation, Departament of Mathematics, Napier University, Edinburgh
• 7. Styczek A., Duszyński P., Poćwierz M., Szumbarski J., 2004, Random vortex method for three dimensional flows. Part I: Mathematical background, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 42, 1, 3-20