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Adaptive Mesh Refinement for Multiphase Flow CFD

La Fluidodinamica Computazionale Multi-Fase è un campo molto complesso in cui sono necessari strumenti matematici avanzati, insieme all'analisi fisica, alla modellazione matematica e all'informatica, per sviluppare nuovi modelli e metodi numerici e simulare problemi reali.

In questa tesi, svolta a Zurigo (CH) presso ASCOMP GmbH, abbiamo sviluppato e implementato due meodi di raffinamento di griglia per fluidi mono-fase e multi-fase.

Il primo, chiamato BMR, è un raffinamento locale a blocchi ottenuto con una gerarchia di griglie cartesiane.

In questa tecnica abbiamo sviluppato un algoritmo simile al multigrid per approssimare la soluzione su griglie con differenti risoluzioni, e un generatore di griglia in grado di costruire automaticamente blocchi rifiniti attorno a complesse geometrie tri-dimensionali.

Il secondo metodo proposto è un raffinamento adattativo di griglia per catturare l'interfaccia tra fluidi con alta risoluzione.

Questo è stato implementato usando una struttura octree e applicando appositi metodi numerici per risolvere le equazioni di Hamilton-Jacobi, ottenute con il metodo Level Set.

Abbiamo implementato questi due metodi in TransAT, un software per fluidi multi-fase con la tecnica delle superfici immerse per trattare i bordi solidi.

Questa tecnica permette di simulare geometrie complesse usando semplici griglie strutturate cartesiane.

Dopo aver illustrato i differenti modelli per fluidi multi-fase e i più importanti metodi numerici di tracciatura dell'interfaccia, in particolare il metodo Level Set, analizziamo la teoria del raffinamento di griglia e illustriamo i procedimenti utilizzati.

Infine mostriamo i risultati di alcune simulazioni per testare le potenzialità dei metodi sviluppati.

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Laurea liv.II (specialistica)

Facoltà: Ingegneria

Autore: Matteo Icardi Contatta »

Composta da 115 pagine.

 

Questa tesi ha raggiunto 1786 click dal 02/09/2008.

Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.