Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Towards using adaptive hybrid meshes in FEM simulations of flow in artificial heart chambers

Banaś K., Cybułka P., Macioł P., Michalik K., Płaszewski P.

Computer Methods in Materials Science

|

2011

|

Vol. 11, No. 1

190-195

EN

The paper presents an implementation and the performance of adaptive hybrid meshes in FEM code designed for 3D simulations of flow in artificial heart chambers. Special emphasis is put on taking into account moving parts of artificial heart chambers, like valves.

PL

Artykuł przedstawia zasady wykorzystania adaptacyjnych siatek hybrydowych w programie do trójwymiarowych obliczeń metodą elementów skończonych, zaprojektowanym do symulacji przepływu w sztucznych komorach serca. Szczególny nacisk został położony na uwzględnienie ruchomych części siatki występujących w sztucznym sercu, takich jak np.: zastawki. W celu poprawnego modelowania rozważanych zagadnień zostało opracowane specjalne sformułowanie słabe dla problemów z przemieszczającym się brzegiem, jak również algorytmy do poprawnego zarządzania przemieszczającą się siatką, w tym m.in. do remeshingu.

2

Simulation of droplet motion in welding arcs as a case study of remeshing

Cybułka P., Siwek A., Rońda J., Banaś K.

Computer Methods in Materials Science

|

2011

|

Vol. 11, No. 2

381-386

EN

The paper describes the applicability of re-meshing techniques for accurate modelling of droplet motion. The simulation takes place in a 3D domain. Locally the mesh is divided into two parts - a droplet and its surroundings. The part of a mesh around a droplet is composed of prismatic elements forming a thin layer to resolve better the boundary layer around the moving droplet. The rest of the domain is split into tetrahedrals using Delaunay triangulation. Nodes on the surface of a droplet during the FE simulation move relative to the surrounding material creating a moving boundary of the domain. The quality of a mesh deteriorates in the vicinity of a moving boundary. At each stage of numerical simulation the quality of a mesh is monitored and certain measures, like smoothing, are used to improve it. At certain moment of numerical evaluations, it becomes impossible to retain the quality of the mesh without deleting some elements and creating new ones. The re-meshing is firstly done locally, and if it does not suffice, it is spreading for a larger part of the domain. The meshing algorithm, used in the whole process, is based on the Delaunay triangulation. Some modifications are done using the concept of a layer of prismatic elements around a droplet. The vertices of elements on the outer surface of the layer belong to a set of input points for automatic triangulation. The triangulation process creates elements of various sizes with finer grading around a droplet to obtain the better resolution of its shape. Another difficulty comes from the necessity to trace the motion of a droplet. When considering the contact of a droplet with the boundary of the problem domain (or any other possible obstacles) the efficient search techniques are used to detect collisions. To this end, the Octree advanced collision detection technique, based on data structures and algorithms are employed. The newly developed software application will provide the simulation of welding processes with considering energy and mass transfer to the weld pool. This requires the proper consideration of a filler material flow to the weld pool and involves transport of filler material droplets through the welding arc, i.e. plasma beam, to the weld pool. The numerical technique described in the paper, is our first attempt to model of welding process both with energy and mass transfer. The next approach, will take into consideration of a droplet contact with a surface of the weld bath and more detailed energy transfer from the plasma beam to the weld pool.

PL

Artykuł przedstawia technikę re-meshingu zastosowaną w modelowaniu trójwymiarowej przestrzeni z ruchomym brzegiem. Metoda ta znajduje zastosowanie między innymi w dokładnym modelowaniu ruchu spadającej kropli metodą elementów skończonych. W tym celu siatka zostaje lokalnie podzielona na dwie części - kropli i jej otoczenie. Część siatki wokół kropli składa się z elementów pryzmatycznych tworzących cienką warstwę przyścienną. Warstwa pryzmatyczna została utworzona w celu uzyskania dokładnego rozwiązania na granicy przestrzeni kropli a otoczenia. Pozostała część przestrzeni jest podzielona na czworościany za pomocą techniki opartej na triangulacji Delaunay w przestrzeni 3D. Podczas symulacji MES węzły na powierzchni przesuwanej kropli tworzą ruchomy brzeg względem obszaru otaczającego kroplę, przez co jakość siatki wokół kropli pogarsza się. Na każdym etapie numerycznych symulacji jakość siatki jest monitorowana i pewne środki, takie jak wygładzanie, wykorzystywane są do jej poprawy. W pewnym momencie niemożliwe staje się zachowanie odpowiedniej jakości siatki bez usuwania i tworzenia nowych elementów. Początkowo odpowiedni re-meshing siatki wykonywany jest lokalnie, a jeśli to nie wystarczy, jest rozłożony na większą część obszaru. Celem nowo tworzonego oprogramowania jest zapewnienie właściwego zarządzania siatką podczas symulacji procesów z ruchomym brzegiem oraz ewentualne uwzględnienie warstwy przyściennej. Oprogramowanie zostanie zastosowane między innymi w symulacjach procesu spawania uwzględniających transfer energii i masy do jeziorka. Modelowanie procesu wymaga należytego rozpatrzenia przepływu materiału wypełniającego do jeziorka i obejmuje transport kropli spoiwa poprzez łuk spawalniczy, czyli wiązkę plazmy, do jeziorka.

3

Fluid-structured interaction in the case of two independent cylinders in vortex induced vibrations (VIV)

Herfjord K., Olsen G., Kvamsdal T., Okstad K. M.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2002

|

Vol. 7, no 1

65-83

EN

A methodology for computing vortex-induced vibrations (VIV) on risers is presented. It is based on computation of the flow by a Computational Fluid Dynamics (CFD) program, structural dynamics by a nonlinear Computational Structural Dynamics (CSD) code and a coupling between them. Herein, we discuss in particular procedures for computing the mesh movement in staggered FSl-simulations. A two-level mesh movement procedure earlier presented for block structured meshes is enhanced for use with completely unstructured meshes. A challenging example involving VIV of two cylinders with large relative motions is presented.