Моделирование течений жидкости с погруженными телами

Семинар: Информационно-вычислительные технологии в задачах поддержки принятия решений
Начало заседания: 11:00

Дата выступления: 21 Апрель 2015

Организация: НГУ

Авторы: Александр Попенов

Применение классических методов вычислительной гидродинамики для моделирования переноса тел сложной формы вязкими жидкостями сопряжено с рядом существенных трудностей. Требуется отдельно определять движение тел и строить подвижные топологически сложные и подробные расчетные сетки на каждом временном слое. Это значительно повышает сложность алгоритмов и увеличивает расчетное время. Поэтому в таких классах задач целесообразно применять модифицированные методы на основе метода погруженных границ (Immersed Boundary Method). Считается, что жидкость занимает весь объем, в том числе и занятый твердыми телами. При этом в уравнение сохранения импульса добавляется источниковый член специального вида, который описывает влияние тела на течение жидкости. В таком случае вводятся две раздельные сетки, декартова расчетная сетка для численного решения системы уравнений Навье-Стокса и лагранжева сетка для представления погруженной границы. Для решения уравнений Навье-Стокса в переменных вихрь-скорость применена частично неявная разностная схема с интегрирование по времени методом Рунге-Кутты 3-го порядка. Проведена верификация разработанного метода погруженных границ на задачах вязкого стационарного и нестационарного обтекания цилиндра.