Anisotrope Limiter-Techniken zur Simulation von Ozeanströmungen auf unstrukturierten Gittern

• Antragsteller: Professor Dr. Vadym Aizinger; Dr. Sergey Danilov; Professor Dr. Dmitri Kuzmin
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246518690

Ziel des Projekts ist die Entwicklung von speziellen Limiter-Techniken für Strömungs- und Transportprobleme. Im Mittelpunkt der geplanten Arbeiten stehen hochauflösende Finite-Elemente-Verfahren zur Simulation von Ozeanströmungen auf unstrukturierten Gittern. In erster Linie sollen die von den Antragstellern entwickelten und analysierten Ansätze an problemspezifische Anisotropien angepasst werden, die in geophysikalischen Anwendungen auftreten. Die neuen Limiter werden in der Lage sein, die horizontalen und vertikalen Komponenten separat zu beschränken, um eine übermäßige Verschmierung durch die numerische Diffusion zu verhindern. Darüber hinaus sollen die bisherigen Limiter-Konzepte auf Vektorfelder - insbesondere Geschwindigkeiten und diffusive Flüsse - erweitert werden. Um die Positivitätserhaltung im Rahmen eines vertikalen Wirbelviskositätsmodells zu garantieren, ist eine Sonderbehandlung für heterogene Diffusionskoeffizienten und nichtlineare Quellterme vorgesehen. Die anisotropen Flusskorrektur-Schemata und Ableitungslimiter sollen in die Software-Pakete UTBEST3D und FESOM integriert werden. Die erwartete Reduktion der unphysikalischen Vermischung soll durch detaillierte numerische Studien quantifiziert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen