Acoplamiento molecular-continuo bidireccional transitorio con OpenFOAM y MaMiCo: un estudio de sensibilidad
Autores: Wittenberg, Helene; Neumann, Philipp
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Acoplamiento molecular-continuo bidireccional transitorio con OpenFOAM y MaMiCo: un estudio de sensibilidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Métodos moleculares-continuo
Dominio computacional
Simulaciones de MD
Parámetros específicos del sistema
Algoritmo de acoplamiento
Flujo de Couette
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los métodos moleculares-continuos, como se consideran en este trabajo, descomponen el dominio computacional en subdominios de continuidad y dinámica molecular (MD). En comparación con las simulaciones MD simples, reducen en gran medida el esfuerzo computacional. Sin embargo, la calidad de un resultado de simulación completamente acoplado de dos vías depende en gran medida de una variedad de parámetros específicos del sistema, y esta sensibilidad correspondiente rara vez se aborda en la literatura. Utilizando un algoritmo de acoplamiento molecular-continuo de estado-flujo, investigamos las influencias de varios parámetros, como el tamaño de la región superpuesta, el paso de tiempo de acoplamiento y la calidad del muestreo basado en ensambles de velocidades de flujo, en un escenario de flujo de Couette. En particular, consideramos una configuración grande en términos de tamaño de dominio y número de pasos de tiempo, lo que nos permitió investigar el comportamiento a largo plazo del algoritmo de acoplamiento cerca del régimen incompresible. Si bien en su mayoría se alcanzó un buen acuerdo en escalas de tiempo cortas, fue el comportamiento a largo plazo lo que difirió incluso con simulaciones parametrizadas ligeramente diferentes. Demostramos nuestros hallazgos midiendo el error en la velocidad, y resumimos nuestras principales observaciones con algunas lecciones aprendidas.
Descripción
Los métodos moleculares-continuos, como se consideran en este trabajo, descomponen el dominio computacional en subdominios de continuidad y dinámica molecular (MD). En comparación con las simulaciones MD simples, reducen en gran medida el esfuerzo computacional. Sin embargo, la calidad de un resultado de simulación completamente acoplado de dos vías depende en gran medida de una variedad de parámetros específicos del sistema, y esta sensibilidad correspondiente rara vez se aborda en la literatura. Utilizando un algoritmo de acoplamiento molecular-continuo de estado-flujo, investigamos las influencias de varios parámetros, como el tamaño de la región superpuesta, el paso de tiempo de acoplamiento y la calidad del muestreo basado en ensambles de velocidades de flujo, en un escenario de flujo de Couette. En particular, consideramos una configuración grande en términos de tamaño de dominio y número de pasos de tiempo, lo que nos permitió investigar el comportamiento a largo plazo del algoritmo de acoplamiento cerca del régimen incompresible. Si bien en su mayoría se alcanzó un buen acuerdo en escalas de tiempo cortas, fue el comportamiento a largo plazo lo que difirió incluso con simulaciones parametrizadas ligeramente diferentes. Demostramos nuestros hallazgos midiendo el error en la velocidad, y resumimos nuestras principales observaciones con algunas lecciones aprendidas.