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Solution of Fluid-Structure Interaction Problems using a Discontinuous Galerkin Technique

机译:用间断Galerkin技术求解流固耦合问题

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摘要

The present work aims to address the problem of fluid-structure interaction using a discontinuous Galerkin approach. Starting from the Navier-Stokes equations on a fixed domain, an arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) approach is used to derive the equations for the deforming domain. A geometric conservation law (GCL) is then introduced, which guarantees freestream preservation of the numerical scheme. The space discretization is performed using a discontinuous Galerkin method and time integration is performed using either an explicit four stage Runge-Kutta scheme or an implicit BDF2 scheme. The mapping parameters for the ALE formulation are then obtained using algorithms based on radial basis functions (RBF) or linear elasticity. These strategies are robust and can be applied to bodies with arbitrary shapes and undergoing arbitrary motions. The robustnesss and accuracy of the ALE scheme coupled with these mapping strategies is then demonstrated by solving some model problems. The ability of the scheme to handle complex flow problems is demonstrated by analyzing the low Reynolds number flow over an oscillating circular cylinder.
机译:本工作旨在使用不连续的Galerkin方法解决流体-结构相互作用的问题。从固定域上的Navier-Stokes方程开始,使用任意拉格朗日欧拉(ALE)方法来导出变形域的方程。然后引入了几何守恒定律(GCL),以保证数值方案的自由保存。使用不连续的Galerkin方法执行空间离散化,并使用显式的四阶段Runge-Kutta方案或隐式BDF2方案执行时间积分。然后使用基于径向基函数(RBF)或线性弹性的算法获得ALE配方的映射参数。这些策略是鲁棒的,可以应用于具有任意形状和进行任意运动的物体。然后,通过解决一些模型问题来证明ALE方案与这些映射策略相结合的鲁棒性和准确性。通过分析振荡圆柱上的低雷诺数流量,证明了该方案处理复杂流动问题的能力。

著录项

  • 作者

    Mohnot Anshul;

  • 作者单位
  • 年度 2008
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 en_US
  • 中图分类

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