Implementación y validación de esquemas WENO semi-implícitos utilizando OpenFOAM
Autores: Martin, Tobias; Shevchuk, Ivan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Implementación y validación de esquemas WENO semi-implícitos utilizando OpenFOAM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Desarrollo
De alto orden
Semi-implícito
Esquemas de interpolación
Mallas no estructuradas
WENO
Reconstrucciones
Volúmenes finitos
Celdas convexas
Mallas tridimensionales
Interfaz de Paso de Mensajes
OpenFOAM
Casos de verificación
Ecuación de advección escalar
Ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles
Precisión
Stencil
Espacio de referencia
Efectos de escala
Análisis de eficiencia
Esfuerzo computacional
Métodos de alta resolución
Tiempo de reconstrucción
Procesadores.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo se presenta el desarrollo de esquemas de interpolación semi-implícitos de alto orden para términos de convección en mallas no estructuradas. Está basado en reconstrucciones ponderadas esencialmente no oscilatorias (WENO) que pueden aplicarse a la evaluación de cualquier campo en volúmenes finitos utilizando sus valores promedio de celda conocidos. Aquí, el algoritmo maneja celdas convexas en mallas tridimensionales arbitrarias. La implementación está paralelizada utilizando la Interfaz de Paso de Mensajes. Todos los esquemas están integrados en la estructura de código de OpenFOAM, lo que resulta en el acceso a una gran comunidad de código abierto y la aplicabilidad a la programación de alto nivel. Varios casos de verificación y aplicaciones de la ecuación de advección escalar y las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles muestran la mayor precisión del enfoque WENO debido a una asignación del stencil a un espacio de referencia sin efectos de escala. Un análisis de eficiencia indica un esfuerzo computacional aumentado de los esquemas de alto orden en comparación con los métodos de alta resolución disponibles. Sin embargo, el tiempo de reconstrucción puede disminuir eficientemente cuando se utilizan más procesadores.
Descripción
En este artículo se presenta el desarrollo de esquemas de interpolación semi-implícitos de alto orden para términos de convección en mallas no estructuradas. Está basado en reconstrucciones ponderadas esencialmente no oscilatorias (WENO) que pueden aplicarse a la evaluación de cualquier campo en volúmenes finitos utilizando sus valores promedio de celda conocidos. Aquí, el algoritmo maneja celdas convexas en mallas tridimensionales arbitrarias. La implementación está paralelizada utilizando la Interfaz de Paso de Mensajes. Todos los esquemas están integrados en la estructura de código de OpenFOAM, lo que resulta en el acceso a una gran comunidad de código abierto y la aplicabilidad a la programación de alto nivel. Varios casos de verificación y aplicaciones de la ecuación de advección escalar y las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles muestran la mayor precisión del enfoque WENO debido a una asignación del stencil a un espacio de referencia sin efectos de escala. Un análisis de eficiencia indica un esfuerzo computacional aumentado de los esquemas de alto orden en comparación con los métodos de alta resolución disponibles. Sin embargo, el tiempo de reconstrucción puede disminuir eficientemente cuando se utilizan más procesadores.