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Tipo do documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Desenvolvimento de uma plataforma para computação de alto desempenho de escoamentos transientes, utilizando estrutura octonária
Autor(es): Lourenço, Marcos Antonio de Souza
Primeiro orientador: Padilla, Elie Luis Martínez
Primeiro coorientador: Silveira Neto, Aristeu da
Primeiro membro da banca: Rade, Domingos Alves
Segundo membro da banca: Villar, Millena Martins
Terceiro membro da banca: Roma, Alexandre Megiorin
Quarto membro da banca: Mansur, Sergio Said
Resumo: Apresenta-se, neste trabalho, o desenvolvimento e implementação de uma estrutura de dados paralela (memória distribuída), octonária, diretamente vinculada a uma malha cartesiana e adaptativa, para solução das equações de Navier-Stokes. As equações foram discretizadas espacialmente utilizando o Método de Volumes Finitos, com os termos difusivos aproximados por diferenças-centradas. A discretização temporal foi realizada por meio do método Adams- Bashforth que, assim como o método de diferenças centradas, possui segunda-ordem de exatidão. A metodologia de fronteira imersa foi utilizada para representação de corpos sólidos no escoamento e o acoplamento pressão-velocidades é feito com o método de passos-fracionados de dois passos. Resultados são apresentados tanto para a malha octonária adaptativa quanto para a uma malha retilínea, ambas em paralelo. Em ambas as implementações foram utilizadas bibliotecas externas para resolver o sistema linear resultante da equação de Poisson para correção da pressão no método de passos-fracionados. Os resultados determinados foram comparados com dados numéricos e experimentais, apresentando boa concordância.
Abstract: The present work describes the development of a parallel distributed-memory implementation, of an octree data structure, linked to an adaptive Cartesian mesh to solve the Navier- Stokes equations. The Finite Volume Method was used in the spatial discretization where the diffusive terms approximated by the central differences method. The temporal discretization was accomplished using the Adams-Bashforth method. Both temporal and spatial discretizations are of second-order of accuracy. The immersed boundary method was employed to represent immersed solid bodies in the flow and the Velocity-pressure coupling is done using the fractional-step method of two steps. Results, for sequential and parallel simulations, are presented both for the adaptive octree mesh and for a rectilinear mesh. Moreover, all simulated results were obtained using a external solver for the Poisson equation, from the pressure correction, in the fractional-step method. The numerical results are compared with numerical and experimental data, and the agreement between the two is found to be good.
Palavras-chave: Método de volumes finitos
Escoamento de Taylor-Couette
Adaptatividade de malhas
Equações de Navier-Stokes
Finite volume method
Taylor-Couette flow
Adaptive mesh refinement
Navier-Stokes equations
Dinâmica dos fluidos - Simulação por computador
Método dos volumes finitos
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: BR
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Sigla da instituição: UFU
Departamento: Engenharias
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Referência: LOURENÇO, Marcos Antonio de Souza. Desenvolvimento de uma plataforma para computação de alto desempenho de escoamentos transientes, utilizando estrutura octonária. 2012. 139 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.99
Identificador do documento: https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.99
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14728
Data de defesa: 4-Dez-2012
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