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CONSERVAÇÃO DE VOLUME EM TÉCNICAS DE TRATAMENTO DE INTERFACE EM MÉTODOS ISPH

CONSERVATION OF VOLUME FOR INTERFACE TREATMENT TECHNIQUES IN ISPH METHODS

Cordeiro, Douglas Farias; Leite, Ana Teresa Chaves; Macedo, Ciro José Almeida; Batista, Marcos Aurélio;

Artigo Completo:

O método SPH é um método de solução numérica baseado na utilização de partículas e empregado em proble- mas de dinaˆmica de fluidos. Entre as principais estratégias de aplicação do método SPH, o ISPH se destaca como uma das alternativas que apresenta melhor acurácia e estabilidade nos resultados. Entretanto, quando aplicado como solução de escoamentos que possuem valores de Reynolds altos, o ISPH apresenta problemas de aglomeração de partículas, sendo necessário a utilização de técnicas auxiliares para a correção das posições das partículas, o que acaba por alterar as linhas de correntes naturais. Essa característica provoca problemas na simulação de escoamentos bifásicos, principal- mente no que se refere à disposição da interface entre fluidos. Para prevenir isso, foi introduzida em Cordeiro et al. (2013) uma técnica de tratamento de interface baseada em Level Set, a qual apresenta resultados consideráveis, porém com algumas variações de volume durante as simulações, o que pode representar um problema em determinados tipos de simulações. Neste sentido, é apresentado aqui um aperfeiçoamento da técnica de tratamento de interface, através da incorporação de rotinas que previnem tais variações de volume.

Artigo Completo:

The Smoothed Particle Hydrodynamics is particle-based method, used for fluid dynamics problems. Among the strategies for implementing the SPH method, the ISPH (Incompressible SPH) has better accuracy and stability of results. The ISPH may be improved using artificial displacement techniques, removing the particles from their natural trajectories. However, this technique causes a unphysical behavior on the interface between the fluids. To prevent this, Cordeiro et al. (2013) introduces a interface treatment technique based on Level Set, which provides considerable results. However, the technique presents some volume variation during the simulations. Here is presented an improvement to the treatment interface technique by incorporating routines that prevent these volume variation.

Palavras-chave: sph, métodos numéricos, conservação de volume, escoamentos bifásicos, sph, numerical methods, conservation of volume, two-phase flows,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/mathpro-cnmai-0091

Referências bibliográficas
  • [1] Chorin, A. J. 745–762. Numerical solution of the navier-stokes equations. Mathematics of Computation, 22.
  • [2] Cleary, P., e Monaghan, J. 1999. Conduction modelling using smoothed particle hydrodynamics. J. Comput. Phys., 148(1), 227–264.
  • [3] Cordeiro, D. F., Sousa, A., F. S. Castelo Filho, e Nóbrega, J. M. 201 Uma técnica de correção de interface para o método incompressible smoothed particles hydrodynamics. Trends in Applied and Computational Mathematics, 4(3), 347–358.
  • [4] Cummins, S., e M., R. 1999. An sph projection method. Journal of Computational Physics, 152, 584–607.
  • [5] Gingold, R. A., e Monaghan, J. J. 1977. Smoothed particle hydrodynamics - Theory and application to non-spherical stars. Royal Astronomical Society, 181, 375–389.
  • [6] Hu, X. Y., e Adams, N. A. 1995. A multi-phase sph method for macroscopic and mesoscopic flow. Journal Comput. Phys, 213(2), 844–861.
  • [7] Lee, E. S., Moulinec, C., Xu, R., Violeau, D., Laurence, D., e Stansby, P. 2008. Comparisons of weakly compressible and truly incompressible algorithms for the sph mesh free particle method. Journal of Computational Physics, 22
  • [8] Liu, G. R., e Liu, M. B. 2003. Smoothed Particle Hydrodynamics - a meshfree particle method. Singapure: World Scientific.
  • [9] Lucy, L. B. 1977. A numerical approach to the testing of the fission hypothesis. Astron. Journal, 82, 1013–1024.
  • [10] Marrone, S., Colagrossi, A., Touzé, D. L., e Graziani, G. 20 Fast free-surface detection and level-set function definition in {SPH} solvers. Journal of Computational Physics, 229(10), 3652 – 3663.
  • [11] Monaghan, J. J. 1994. Simulating free surface flow with sph. Journal of Computational Physics, 110, 399–406. Morris, J. P. 1996. Analysis of Smoothed Particle Hydrodynamics with Applications. Phd thesis, Monash University.
  • [12] Petronetto, F. 2008. A Equação de Poisson e a Decomposição de Helmholtz-Hodge com Operadores SPH. Phd thesis, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro.
  • [13] Shao, S., e Lo, E. Y. M. 2003. Incompressible sph method for simulating newtonian and non-newtonian flows with a free surface. Advances in Water Resources, 26, 787–800.
  • [14] Xu, R., Stansby, P., e Laurence, D. 2009. Accuracy and stability in incompressible sph (isph) based on the projection method and a new approach. Journal of Computational Physics, 228, 6703–6725.
Como citar:

Cordeiro, Douglas Farias; Leite, Ana Teresa Chaves; Macedo, Ciro José Almeida; Batista, Marcos Aurélio; "CONSERVAÇÃO DE VOLUME EM TÉCNICAS DE TRATAMENTO DE INTERFACE EM MÉTODOS ISPH", p. 516-524 . In: Anais do Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria [= Blucher Mathematical Proceedings, v.1, n.1]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN em b-reve, DOI 10.5151/mathpro-cnmai-0091

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