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CFD Julia: Un Módulo de Aprendizaje que Estructura un Curso Introductorio sobre Dinámica de Fluidos Computacional

Autores: Pawar, Suraj; San, Omer

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2019

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Acceso abierto

Artículo científico
2019

CFD Julia: Un Módulo de Aprendizaje que Estructura un Curso Introductorio sobre Dinámica de Fluidos Computacional


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Dinámica de fluidos computacional
Módulo de programación
Análisis numérico
Diferencia finita
Ecuaciones de Euler
Ecuaciones de Navier-Stokes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 3

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
CFD Julia es un módulo de programación desarrollado para cursos de pregrado avanzado o de posgrado que enseña los fundamentos de la dinámica de fluidos computacional (CFD). El módulo comprende varios programas escritos en el lenguaje de programación de propósito general Julia, diseñado para análisis numérico de alto rendimiento y ciencia computacional. El documento explica varios conceptos relacionados con la discretización espacial y temporal, esquemas numéricos explícitos e implícitos, esquemas numéricos de múltiples pasos, métodos numéricos de captura de choques de orden superior y solucionadores iterativos en CFD. Estos conceptos se ilustran utilizando la ecuación de convección lineal, la ecuación de Burgers inviscida y la ecuación de Poisson bidimensional. El documento cubre la implementación de diferencias finitas para ecuaciones en forma conservativa y no conservativa. El documento también incluye el desarrollo de un solucionador unidimensional para las ecuaciones de Euler y lo demuestra para el problema del tubo de choque de Sod. Mostramos la aplicación de esquemas de diferencias finitas para desarrollar solucionadores de Navier-Stokes bidimensionales incompresibles con diferentes condiciones de contorno aplicadas a los problemas de cavidad impulsada por el lid y fusión de vórtices. Al final de este documento, desarrollamos un solucionador híbrido espectral de Arakawa y un solucionador pseudo-espectral para las ecuaciones de Navier-Stokes bidimensionales incompresibles. Además, comparamos el rendimiento computacional de estos solucionadores de Navier-Stokes minimalistas escritos en Julia y Python.

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