Die Finite-Elemente-Methode mit dynamisch-adaptiven kartesischen Gittern

Abstract

In dieser Arbeit wird ein zweidimensionales Strömungsproblem, beschrieben durch die Navier-Stokes-Gleichungen, auf einem dynamisch adaptiven Gitter mithilfe der Finite-Elemente-Methode berechnet. Es wird der komplette Ablauf der Berechnung anhand einer Implementierung vorgestellt. Als Datenstruktur werden Quadtrees verwendet, die mit einem bottom-up-Algorithmus nach Sundar et al. parallel erzeugt werden können. Basierend auf der Vorticity wird das Gitter während der Simulation verfeinert oder vergröbert. Es wird die parallele Skalierbarkeit untersucht und für ein reguläres Gitter ein Laufzeitvergleich mit einer Referenzimplementierung ohne Quadtrees durchgeführt.