13 Zentrale Universitätseinrichtungen

Permanent URI for this collectionhttps://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/14

Browse

Filters

19991

Settings

Institute: search.filters.UBSInstitut.Institut für ComputeranwendungenAuthor: search.filters.author.Huurdeman, Bernhard

Search Results

Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Numerische Simulation inkompressibler turbulenter Strömungen mit Mehrgitterverfahren auf unstrukturierten Gittern
    (1999) Huurdeman, Bernhard; Wagner, Siegfried (Prof. Dr.-Ing.)
    In dieser Arbeit soll gezeigt werden, auf welche Art und Weise lineare Mehrgitterverfahren, beschränkt auf zwei Raumdimensionen, zur Berechnung inkompressibler turbulenter Strömungen eingesetzt werden können. Besonders berücksichtigt werden dabei die Möglichkeiten einer lokal adaptiven Gitterverfeinerung. Diskretisiert werden die Navier-Stokes Gleichungen und die Turbulenztransportgleichungen mit einem dualen Finite-Volumen Verfahren. Dies führt bei den Navier-Stokes Gleichungen auf ein gekoppeltes Gleichungssystem für Druck und Geschwindigkeit. Als Turbulenzmodelle wurden eine Reihe von Low-Reynolds Zweigleichungs-Turbulenzmodellen eingesetzt und als Testfälle eine Hügelströmung und eine Tragflügelumströmung betrachtet. Eine Kombination aus linearem Mehrgitterverfahren zur Vorkonditionierung und dem BiCGSTAB-Verfahren erwies sich für diese Anwendungen als sehr robustes und schnell konvergierendes Verfahren. Um die für Low-Reynolds Turbulenzmodelle erforderlichen zur Wand hin stark verfeinerten Grenzschichtgitter zu erstellen, wurde ein spezieller Gitterverfeinerungsalgorithmus entwickelt, der auch eine lokal adaptive Gitterverfeinerung erlaubt. Es wurden damit mehrere Strategien der adaptiven Gitterverfeinerung untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit ist die Untersuchung der Konvergenzverbesserung des nichtlinearen Systems mit Hilfe eines Newton-Verfahrens. Die Jacobi-Matrix wird dabei über eine numerische Differentiation bestimmt. Für stationäre laminare Strömungen reduzierten sich bei diesem Verfahren, im Vergleich zu einer Fixpunktiteration, die Anzahl der Iterationsschritte um zwei Drittel. Bei der Simulation turbulenter Strömungen konnten jedoch nur 30 % der Rechenzeit eingespart werden.