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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14728
Document type: | Tese |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Desenvolvimento de uma plataforma para computação de alto desempenho de escoamentos transientes, utilizando estrutura octonária |
Author: | Lourenço, Marcos Antonio de Souza |
First Advisor: | Padilla, Elie Luis Martínez |
First coorientator: | Silveira Neto, Aristeu da |
First member of the Committee: | Rade, Domingos Alves |
Second member of the Committee: | Villar, Millena Martins |
Third member of the Committee: | Roma, Alexandre Megiorin |
Fourth member of the Committee: | Mansur, Sergio Said |
Summary: | 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. |
Keywords: | 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 |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
Language: | por |
Country: | BR |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Institution Acronym: | UFU |
Department: | Engenharias |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
Quote: | 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 |
Document identifier: | https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.99 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14728 |
Date of defense: | 4-Dec-2012 |
Appears in Collections: | TESE - Engenharia Mecânica |
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