Solucionadores CFD de Alto Orden en Mallas No Estructuradas Tridimensionales: Implementación Paralela del Método RKDG con Limitador WENO y Fuentes de Momento
Autores: Pei, Weicheng; Jiang, Yuyan; Li, Shu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Solucionadores CFD de Alto Orden en Mallas No Estructuradas Tridimensionales: Implementación Paralela del Método RKDG con Limitador WENO y Fuentes de Momento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Ingeniería aeroespacial
Dinámica de fluidos computacional
Galerkin discontinuo de Runge-Kutta
Método de elementos finitos
Mallas no estructuradas
Flujos compresibles
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
En la ingeniería aeroespacial, los solucionadores de dinámica de fluidos computacional (CFD) de alto orden adecuados para mallas no estructuradas tridimensionales están menos desarrollados de lo esperado. El método de elementos finitos de Galerkin discontinuo de Runge-Kutta (RKDG) con limitadores compactos de peso esencialmente no oscilatorio (WENO) es uno de los candidatos que podría ofrecer soluciones de alto orden en mallas no estructuradas. En este artículo, proporcionamos una implementación paralela eficiente de este método para simular flujos compresibles inviscidos. Los solucionadores implementados se prueban en problemas modelo de menor dimensión y en problemas de ingeniería tridimensional reales. Los resultados de los problemas de menor dimensión validan la corrección y precisión de estos solucionadores. La capacidad de capturar estructuras de flujo complejas incluso en mallas gruesas se muestra en los resultados de aplicaciones tridimensionales. Para resolver problemas que contienen alas rotativas, se incorpora un modelo de fuente de momento no estacionario en los solucionadores. Tal método híbrido de elementos finitos/fuente de momento elimina la dependencia de técnicas avanzadas de malla, lo que podría proporcionar una herramienta eficiente para estudiar la aerodinámica de los rotores.
Descripción
En la ingeniería aeroespacial, los solucionadores de dinámica de fluidos computacional (CFD) de alto orden adecuados para mallas no estructuradas tridimensionales están menos desarrollados de lo esperado. El método de elementos finitos de Galerkin discontinuo de Runge-Kutta (RKDG) con limitadores compactos de peso esencialmente no oscilatorio (WENO) es uno de los candidatos que podría ofrecer soluciones de alto orden en mallas no estructuradas. En este artículo, proporcionamos una implementación paralela eficiente de este método para simular flujos compresibles inviscidos. Los solucionadores implementados se prueban en problemas modelo de menor dimensión y en problemas de ingeniería tridimensional reales. Los resultados de los problemas de menor dimensión validan la corrección y precisión de estos solucionadores. La capacidad de capturar estructuras de flujo complejas incluso en mallas gruesas se muestra en los resultados de aplicaciones tridimensionales. Para resolver problemas que contienen alas rotativas, se incorpora un modelo de fuente de momento no estacionario en los solucionadores. Tal método híbrido de elementos finitos/fuente de momento elimina la dependencia de técnicas avanzadas de malla, lo que podría proporcionar una herramienta eficiente para estudiar la aerodinámica de los rotores.