Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá các điều kiện biên cho các mô phỏng mặt tự do sử dụng phương pháp bắt giữ giao diện
Tóm tắt
Một mã mô phỏng dòng chảy hỗn loạn bề mặt tự do quanh thân tàu, sử dụng phương trình Dòng chảy hơi nén nhẹ, đã được sử dụng để mô phỏng dòng chảy quanh thân tàu Wigley. Mã sử dụng phương pháp sai khác hữu hạn và sơ đồ số được tiến hành theo thời gian bằng phương pháp Runge-Kutta bậc hai rõ ràng. Các dòng chảy hỗn loạn được mô phỏng bằng mô hình hỗn loạn Baldwin-Lomax. Lưới được tạo ra bằng cách sử dụng một bộ tạo lưới đại số. Phương pháp xử lý mặt tự do là một phương pháp bắt giữ giao diện, trên một lưới cố định trên đó phương trình mặt tự do động học được giải. Nhiều điều kiện biên đã được triển khai và hành vi của chúng đã được đánh giá. Các điều kiện dòng chảy là những điều kiện mà đã có kết quả thực nghiệm và số. Các kết quả cho thấy sự phù hợp tốt với các kết quả thực nghiệm.
Từ khóa
#mô phỏng dòng chảy #phương pháp bắt giữ giao diện #điều kiện biên #mô hình hỗn loạn Baldwin-Lomax #lưới đại sốTài liệu tham khảo
Chen, S., Johnson, D. B., Raad, P., Fadda, D., (1997) - “The Surface Marker and Micro Cell Method” International Journal of Numerical Methods in Fluids, 25, 7, pp. 749–778.
Chorin, A. J., (1967) - “A Numerical Method for Solving Incompressible Viscous Flow Problems”, Journal of Computational Physics, 2, pp. 12–26.
Chorin, A. J., (1968) - “Numerical Solution of the Navier-Stokes Equations”, Mathematical Computations, 22, pp. 745–762.
Ciortan, C., Wanderley, J. B. V., Guedes Soares, C., (2007) - “Turbulent Free Surface Flow around a Wigley Hull Using the Slightly Compressible Flow Formulation”, Ocean Engineering, 34, pp. 1383–1292.
Ciortan, C. Guedes Soares, J. B. V. Wanderley, C. A. Levi, (2005) - “Calculation of the flow around ship hulls using a parallel CFD code, Parallel CFD: Multidisciplinary Applications”, G. Winter, A. Ecer, J. Periaux, N. Satufoka, P. Fox (editors), Elsevier.
Fletcher, C. A. J., (1965) - “Computational Techniques for Fluid Dynamics”, Springer Verlag, 2nd Edition, Berlin.
Harlow, F.H., and E. Welch, (1965) - “Numerical Calculation of Time-Dependent Viscous Incompressible Flow of Fluids with Free Surface”, Phys. Fluids, Vol. 8, p. 2182.
Hino, T., (1987) - “Numerical Simulation of a Viscous Flow with a Free Surface around a Ship Model”, Journal of the Society of Naval Architects of Japan, 161.
Hirt, C. W., Nichols, D. B., (1981) - “Volume of Fluid (VOF) for the Dynamics of Free Boundaries”, Journal of computational Physics, 39, pp. 201.
Kleefsman, K. M. T., Fekken, G., Veldman, A. E. P., Iwanowski, B., Buchner, B., (2005), “A volume-of-fluid based simulation method for wave impact problems”, Journal of Computational Physics, 206, pp. 363–393.
Mori, K.-H., Kwag, S-H., Doi, Y., (1991), Numerical Simulation of Ship Waves and Some Discussions on Bow Wave Breaking & Viscous Interactions of Stern Wave, 18th Symposium on Naval Hydrodynamics, National Academy Press.
Noh, W. F., Woodward, P., (1976) - “SLIC (Simple Line Interface Calculation)”, Lecture Notes in Physics, Van Dore, A. I., Zandbergen, P. (editors), Springer, New York, vol. 59, pp. 330–340.
Osher, S.J., Sethian, J. A., (1988) - “Fronts propagating with curvature-dependent speed: Algorithms based on Hamilton-Jacobi formulations”. Journal of Computational Physics, vol. 79, pp. 12–49, 1988
Patankar, S. V., Spalding, D. B., (1972) - “A Calculation Procedure for Heat, Mass and Momentum Transfer in Three-Dimensional Parabolic Flows”, Journal of Heat Mass Transfer, 15, pp.1787–1806
Patankar, S. V, (1981) - “A Calculation Procedure for Two-Dimensional Elliptic Situations”, Numerical Heat Transfer, 4, pp. 409–425.
Pilliod, J. E., Puckett, E. G., (2004) - “Second-order Accurate Volume-of-fluid Algorithms for Tracking Material Interfaces”, Journal of Computational Physics, 199, pp. 465–502.
Ransau, S. R., (2002) - “Solution Methods for Incompressible Viscous Free Surface Flows: A Literature Review”, Report, Department of Mathematical Sciences, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim.
Rider, W. J., Kothe, D. B., (1998) - “Reconstructing Volume Tracking”, Journal of computational Physics, 141, pp.112–152.
Rudman, M., (1997) - “Volume Tracking Methods for Interfacial Flow Calculations”, International Journal for Numerical Methods in Fluids, 24, pp. 671–691.
Tannehill, J. C, Anderson, D. A., Pletcher, R. H., (1997) - “Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer”, Taylor & Francis, 2nd Edition, Washington.
Wanderley, J. B. V., (2001) - “An Algorithm for Slightly Compressible Flows”, Proceedings of the 20th Offshore Mechanics and Arctic Engineering (OMAE), ASME, Paper no. OFT 1191.
Yang, C., Lohner, R., Noblesse, F., Thomas, T. H., (2000) - “Calculation of Ship Sinkage and Trim Using Unstructured Grids”, European Congree on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2000), Barcelona.
Youngs, D. L., (1982) - “Time-dependent Multi-material Flow with Large Fluid Distortion”, Numerical Methods for Fluid Dynamics, K. W Morton, M. J. Baines (editors), Academic Press, New York, 273.