کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6933922 867778 2013 24 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
An accurate moving boundary formulation in cut-cell methods
ترجمه فارسی عنوان
یک فرمول دقیق حرکت مرزی در روشهای برش سلولی
ترجمه چکیده
یک روش برش سلولی برای شبکه های دکارتی برای شبیه سازی جریان های فشرده با چسبندگی با مرزهای متحرک ارائه شده است. ما بر روی از بین بردن نوسانات غیر فیزیکی رخ می دهد در روش شبکه دکارتی گسترش یافته به مشکلات حرکت مرزی تمرکز می کنند. در این روش، سلول ها به طور کامل در قسمت مایع یا جامد دروغ می گویند یا از مرز عبور می کنند. برای سلول های دوم، میزان وابستگی زمانی که در منطقه سیال قرار دارد می تواند بسیار کوچک باشد، که طرح های ادغام زمانبندی صحیح ناپایدار می شوند و درمان ویژه ای برای این سلول ها ضروری است. هنگامی که مرز حرکت می کند، یک سلول مایع ممکن است تبدیل به یک سلول قطع شود یا یک سلول جامد ممکن است در یک سطح بعدی در یک سلول کوچک تبدیل شود. این باعث تغییر ناگهانی در اپراتور اختیاری و یک خطای کوتاه مدت اصلاح شده از طرح عددی می شود. نشان داده شده است که این تغییرات موقت دائمی مانند یک اصطلاح منبع غیر فیزیکی عمل می کند که راه حل عددی را بدتر می کند، به عنوان مثال، نوسانات غیر فیزیکی را در نیروهای هیدرودینامیکی اعمال شده در مرز متحرک تولید می کند. ما یک فرمول دقیق مرزی در حال حرکت بر اساس اپراتورهای اختیاری مختلف ارائه می دهیم که یک روش برش سلولی است که از این اختلالات اجتناب می کند. نتایج به دست آمده برای دو و سه بعدی پرونده های کانونیک مستلزم دقت و استحکام طرح جدید است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
A cut-cell method for Cartesian meshes to simulate viscous compressible flows with moving boundaries is presented. We focus on eliminating unphysical oscillations occurring in Cartesian grid methods extended to moving-boundary problems. In these methods, cells either lie completely in the fluid or solid region or are intersected by the boundary. For the latter cells, the time dependent volume fraction lying in the fluid region can be so small that explicit time-integration schemes become unstable and a special treatment of these cells is necessary. When the boundary moves, a fluid cell may become a cut cell or a solid cell may become a small cell at the next time level. This causes an abrupt change in the discretization operator and a suddenly modified truncation error of the numerical scheme. This temporally discontinuous alteration is shown to act like an unphysical source term, which deteriorates the numerical solution, i.e., it generates unphysical oscillations in the hydrodynamic forces exerted on the moving boundary. We develop an accurate moving boundary formulation based on the varying discretization operators yielding a cut-cell method which avoids these discontinuities. Results for canonical two- and three-dimensional test cases evidence the accuracy and robustness of the newly developed scheme.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 235, 15 February 2013, Pages 786-809
نویسندگان
, , , ,