Browsing by Author "Park, Jea-Ho"

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Ein konservatives MPV-Verfahren zur Simulation der Strömungen in allen Machzahlbereichen
(2003) Park, Jea-Ho; Munz, Claus-Dieter (Prof. Dr.)
Zur Simulation sowohl inkompressibler als auch kompressibler Strömungen wird ein neues numerisches Verfahren eingeführt. Dabei wird zunächst die konservative Form der Navier-Stokes-Gleichungen aufgestellt, da sie das numerische Erhaltungsprinzip für Strömungen höherer Machzahl gewährleistet. Auf den Druck wird noch der sogenannte MPV-Ansatz angewandt. Dies ist eine Art Druckzerlegungsmethode. Damit kann die beim inkompressiblen Grenzfall auftretende Singularität beseitigt werden. Eigentlich beruht sie auf der sich sehr schnell ausbreitenden Druckstörung bei Strömungen niedriger Machzahl. Für die Zeitintegration der Grundgleichungen wird deshalb ein semi-implizites Verfahren verwendet. Durch die implizite Behandlung der Schallterme wird die Stabilitätsbedingung unseres Verfahrens unabhängig von der Machzahl. Damit kann man auch höhere Ordnung in der Zeit für Strömungen in allen Machzahlbereichen erreichen. Zum Lösen der Druck-Geschwindigkeits-Kopplung untersucht man das iterative SIMPLE-Typ Verfahren und auch das nicht-iterative Druck-Korrektur Verfahren. In Hinsicht auf die Reduktion der Rechenzeit ist die Entwicklung eines solchen nicht-iterativen Verfahrens sehr wichtig. Im kartesischen Koodinatensystem wird ein versetztes Gitter verwendet. Auf allgemeinen Koordinaten wird zusätzlich die zellzentrierte Variablenanordnung ausführlich untersucht. Dazu werden einige typische Testbeispiele verschiedener Machzahl in der Stömungsmechanik berechnet und mit in der Literatur bekannten Musterergebnissen verglichen.