Lectura de Tesi doctoral Aleix Báez Vidal

Avís lectura tesi doctoral

Doctorand: ALEIX BÁEZ VIDAL
Títol: Filtering in the Numerical Simulation of Turbulent Compressible Flow with Sysmmetry Preserving Discretizations
Directors:  Carlos David Pérez Segarra - Asensio Oliva Llena

Data lectura: 10 gener 2019 Hora: 11:30
Lloc: Sala de conferències del TR5 - Campus TERRASSA

RESUM

Aquesta tesi investiga com els filtres explícits poden emprar-se en les simulacions numèriques de flux compressible turbulent amb discretitzacions de tipus "Symmetry Preserving". Aquests filtres proporcionen estabilitat a les simulacions amb ones de xoc, augmenten l'estabilitat de les discretitzacions poc dissipatives en fluxos suaus i es poden utilitzar com a filtres en models de turbulència de tipus "Large Eddy Simulations" com el Variational Multiscale o el de Regularització. La tesi és un pas endavant en quatre aspectes principals. En primer lloc, s'ha dut a terme una comparativa entre esquemes de tipus Symmetry Preserving per flux compressible. El resultat és que l'esquema de Rozema és més estable i precís que els altres trobats a la literatura. Aquest esquema s'ha modificat lleugerament i amb la modificació ha resultat més estable i precís en malles no estructurades, però menys estable en malles uniformes i estructurades. En segon lloc, s'ha dut a terme una anàlisi teòrica de les propietats dels filtres utilitzats en Mecànica de Fluids Computacional (CFD) i les seves conseqüències en la derivació de les equacions "Large Eddy Simulations". Aquesta anàlisi posa de manifest com les propietats difusives dels filtres són necessàries per a la consistència del model. En tercer lloc, un estudi del filtrat explícit sobre variables discretes identifica les lligadures necessàries per al compliment de la imatge discreta de les propietats anteriorment estudiades. L'estudi posa èmfasi en les diverses possibilitats a l'hora d'imposar difusivitat als filtres. Després, s'ha derivat una nova família de filtres explícits que posteriorment s'ha provat sobre una bateria de testos innovadors que permeten l'anàlisi independent de cada propietat. Finalment, es presenta una metodologia per acoblar filtrat adaptatiu i integració temporal. Aquesta metodologia s'ha assajat sobre el cas del vòrtex isentròpic bi-dimensional i del vòrtex de Taylor i Green, resultant que el filtratge augmenta, efectivament, l'estabilitat. Aquesta metodologia evita introduir difusió a tots els punts del domini i, per tant, limita els efectes perniciosos de l'augment artificial de la difusió numèrica. També es mostra, a través de la simulació sobre el problema del "Shock Tube" en una malla totalment no estructurada, com la metodologia desenvolupada és potencialment útil de cara a la captura d'ones de xoc.