Un enfoque de filtrado de relajación para flujos inducidos por inestabilidad de Rayleigh-Taylor en dos dimensiones
Autores: Rahman, Sk. Mashfiqur; San, Omer
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un enfoque de filtrado de relajación para flujos inducidos por inestabilidad de Rayleigh-Taylor en dos dimensiones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Filtrado de relajación
Turbulencia de Euler
Plantilla central de siete puntos
Experimentos numéricos
Inestabilidad de Rayleigh-Taylor
Resolución espectral
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, investigamos el rendimiento de un enfoque de filtrado por relajación para la turbulencia de Euler utilizando un esquema de reconstrucción de stencil central de siete puntos. Se realizan experimentos numéricos de alta resolución tanto para problemas de inestabilidad de Rayleigh-Taylor (RTI) de modo múltiple como de modo único en configuraciones canónicas bidimensionales. En nuestras evaluaciones numéricas, nos centramos en el rendimiento computacional considerando tanto la evolución temporal del campo de flujo como su resolución espectral hasta tres décadas del rango inercial. Nuestras evaluaciones también incluyen un enfoque de simulación de grandes remolinos implícito (ILES) que se basa en un método no oscilatorio esencial ponderado de quinto orden (WENO) con disipación numérica incorporada debido a su arquitectura de reconstrucción basada en el sentido de la corriente. Mostramos que el enfoque de filtrado por relajación equipado con un stencil central de siete puntos, un filtro discreto de precisión de sexto orden, produce resultados precisos de manera eficiente, ya que no hay costos adicionales asociados con el cálculo de los indicadores de suavidad y los solucionadores de Riemann en la interfaz. Nuestro análisis espectral a posteriori también demuestra que su capacidad de resolución es suficientemente alta para capturar los detalles del comportamiento del flujo inducido por la inestabilidad. Además, su capacidad de resolución puede ser controlada de manera efectiva por la forma y la intensidad del filtro.
Descripción
En este artículo, investigamos el rendimiento de un enfoque de filtrado por relajación para la turbulencia de Euler utilizando un esquema de reconstrucción de stencil central de siete puntos. Se realizan experimentos numéricos de alta resolución tanto para problemas de inestabilidad de Rayleigh-Taylor (RTI) de modo múltiple como de modo único en configuraciones canónicas bidimensionales. En nuestras evaluaciones numéricas, nos centramos en el rendimiento computacional considerando tanto la evolución temporal del campo de flujo como su resolución espectral hasta tres décadas del rango inercial. Nuestras evaluaciones también incluyen un enfoque de simulación de grandes remolinos implícito (ILES) que se basa en un método no oscilatorio esencial ponderado de quinto orden (WENO) con disipación numérica incorporada debido a su arquitectura de reconstrucción basada en el sentido de la corriente. Mostramos que el enfoque de filtrado por relajación equipado con un stencil central de siete puntos, un filtro discreto de precisión de sexto orden, produce resultados precisos de manera eficiente, ya que no hay costos adicionales asociados con el cálculo de los indicadores de suavidad y los solucionadores de Riemann en la interfaz. Nuestro análisis espectral a posteriori también demuestra que su capacidad de resolución es suficientemente alta para capturar los detalles del comportamiento del flujo inducido por la inestabilidad. Además, su capacidad de resolución puede ser controlada de manera efectiva por la forma y la intensidad del filtro.