自動車工学の進歩
オープンアクセス
ISSN: 2167-7670
ISSN: 2167-7670
Jesús Nogueira and Luis Ramirez
数値シミュレーションは、今日では科学と工学の基本的なツールです。ほぼすべての分野に関係し、ほぼすべての研究分野で使用されています。特に、数値流体力学 (CFD) は、設計と研究の両方で不可欠なツールになっています。多くの工学的問題で頻繁に発生する非常に複雑な形状を伴う問題のシミュレーションのための数値手法の開発は、数値流体力学の非常に活発な研究分野であり続けています。ただし、現在の CFD 手法には、一連の欠点があります。航空宇宙設計プロセスでの CFD の使用は、大きな分離領域を持つ乱流を正確かつ確実に予測できないため、大幅に制限されています。また、現在、CFD の標準的な数値手法は主にグリッドベースの手法です。メッシュ生成と適応性は、CFD ワークフローの大きなボトルネックであり続けています。この文脈では、メッシュレス手法の使用は、伝播媒体または多相流の変形可能または移動境界を伴う問題に興味深い場合があります。さらに、これらの方法では、離散化のためのメッシュが不要なので、設計プロセスにおける最も重要なボトルネックの 1 つを克服できます。本研究では、任意のラグランジュ オイラー (ALE) アプローチに基づく一連の保存方程式のガラーキン離散化に基づく、高精度で安定した低散逸の新しいメッシュレス法を提案します。ガラーキン離散化の重み関数として移動最小二乗法を使用します。
最も一般的な平滑粒子流体力学 (SPH) アプローチとは異なり、提案された方法では、衝撃波付近での振動を防ぐために、人工粘性アプローチの代わりにリーマン ソルバーを使用します。この方式の安定性は、最近の事後多次元最適順序検出パラダイムによって実現されます。移動最小二乗 (MLS) 関数を使用すると、衝撃波付近でも 1 の分割特性が検証されるため、この方法では非常に正確な結果を得ることができます。最近の出版物 1. E Gaburov および K Nitadori (2011) Astrophysical weighted particles magnetohydrodynamics Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 414:129???154. 2. PF Hopkins (2015) メッシュフリーの高精度流体力学シミュレーション法の新クラス。Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 450(1):53-110. 3. S Clain、S Diot、R Loubre (2011) 保存則システムの高次有限体積法 - 多次元最適順序検出 (MOOD)。Journal of Computational Physics 230:4028???4050. 4. X Nogueira、L Ramrez、S Clain、R Loubre、L Cueto Felgueroso、I Colominas (2016) 多次元最適順序検出制限を備えた高精度 SPH 法。Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 310:134???155