Einheitliche konservative numerische Berechnungsmethode für Grenzflächenströmungen inkompressibler und kompressibler Fluide bei allen Geschwindigkeiten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Bei der Simulation der Strömungsdynamik von Strömungen mit Grenzflächen gibt es eine Reihe von Beschränkungen, die die Leistungsfähigkeit und das Spektrum der zu untersuchenden Systeme und Anwendungen beeinträchtigen. Das Hauptaugenmerk dieses Projekts lag auf den Einschränkungen, die mit der Erhaltung der Masse, des Impulses und der Energie numerischer Schemata verbunden sind, die auf Grenzflächenströmungen, die Behandlung der Oberflächenspannung und Grenzflächenströmungen, in denen (quasi-)inkompressible und kompressible Flüssigkeiten interagieren, angewendet werden. Zu diesem Zweck konzentrierten sich die durchgeführten Forschungsarbeiten auf wichtige algorithmische Aspekte, neuartige numerische Verfahren und die Erhaltungsfehler und schlossen wichtige aktuelle Lücken in der Literatur. Die wichtigsten Ergebnisse dieses Projekts sind insbesondere die Abschwächung der Kapillarzeitschrittbeschränkung für Grenzflächenströmungen mit Oberflächenspannung, eine neue Implementierung eines nichtlokalen Oberflächenspannungsmodells, das die Flexibilität und Genauigkeit der Oberflächenspannungsberechnung verbessert, ein einheitliches numerisches Modell, das auf Grenzflächenströmungen angewendet werden kann, bei denen kompressible und inkompressible Flüssigkeiten interagieren, und die Grundlage für die Erweiterung dieses einheitlichen numerischen Modells auf viskoelastische und elastoviskoplastische Grenzflächenströmungen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A Unified Algorithm for Interfacial Flows with Incompressible and Compressible Fluids. Forum for Interdisciplinary Mathematics, 179-208. Springer Nature Singapore.
Denner, Fabian & van Wachem, Berend
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ully-coupled algorithm for viscoelastic interfacial flows, 4th International Conference on Numerical Methods in Multiphase Flows, 28-30 September 2022, Venice, Italy
F. Denner, C. Gorges, F. Evrard & B. van Wachem
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Accelerating interfacial flow simulations by breaching the capillary time-step constraint, Workshop of the Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences on New directions in multiphase flows, 8-12 July 2024, Norwich, UK
F. Denner
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Fully-coupled implicit finite-volume algorithm for viscoelastic flows, 2nd Conference of the Canadian Association for Computational Science and Engineering, 13-16 January 2024, Banff, AB, Canada
F. Denner, C. Gorges, F. Evrard & B. van Wachem
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Mitigating the capillary time-step constraint of gas-liquid flow simulations, 34th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, North and South America, 19-22 May 2024, Ithaca, NY, USA
F. Denner
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A fully-coupled algorithm with implicit surface tension treatment for interfacial flows with large density ratios. Journal of Computational Physics, 520, 113520.
Janodet, Romain; van Wachem, Berend & Denner, Fabian
