uu.seUppsala universitets publikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Numerical methods for the Navier–Stokes equations applied to turbulent flow and to multi-phase flow
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Avdelningen för teknisk databehandling. Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Numerisk analys.
2009 (Engelska)Licentiatavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

This thesis discusses the numerical approximation of flow problems, in particular the large eddy simulation of turbulent flow and the simulation of laminar immiscible two-phase flow. The computations for both applications are performed with a coupled solution approach of the Navier-Stokes equations discretized with the finite element method.

Firstly, a new implementation strategy for large eddy simulation of turbulent flow is discussed. The approach is based on the variational multiscale method, where scale ranges are separated by variational projection. The method uses a standard Navier-Stokes model for representing the coarser of the resolved scales, and adds a subgrid viscosity model to the smaller of the resolved scales. The scale separation within the space of resolved scales is implemented in a purely algebraic way based on a plain aggregation algebraic multigrid restriction operator. A Fourier analysis underlines the importance of projective scale separations and that the proposed model does not affect consistency of the numerical scheme. Numerical examples show that the method provides better results than other state-of-the-art methods for computations at low resolutions.

Secondly, a method for modeling laminar two-phase flow problems in the vicinity of contact lines is proposed. This formulation combines the advantages of a level set model and of a phase field model: Motion of contact lines and imposition of contact angles are handled like for a phase field method, but the computational costs are similar to the ones of a level set implementation. The model is realized by formulating the Cahn-Hilliard equation as an extension of a level set model. The phase-field specific terms are only active in the vicinity of contact lines. Moreover, various aspects of a conservative level set method discretized with finite elements regarding the accuracy of force balance and prediction in jump of pressure between the inside and outside of a circular bubble are tested systematically. It is observed that the errors in velocity are mostly due to inaccuracies in curvature evaluation, whereas the errors in pressure prediction mainly come from the finite width of the interface. The error in both velocity and pressure decreases with increasing number of mesh points.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Uppsala University, 2009.
Serie
IT licentiate theses / Uppsala University, Department of Information Technology, ISSN 1404-5117 ; 2009-005
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Forskningsämne
Beräkningsvetenskap med inriktning mot numerisk analys
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:uu:diva-110246OAI: oai:DiVA.org:uu-110246DiVA, id: diva2:275573
Handledare
Tillgänglig från: 2009-12-16 Skapad: 2009-11-05 Senast uppdaterad: 2017-08-31Bibliografiskt granskad
Delarbeten
1. An algebraic variational multiscale–multigrid method for large eddy simulation of turbulent flow
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>An algebraic variational multiscale–multigrid method for large eddy simulation of turbulent flow
2010 (Engelska)Ingår i: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, ISSN 0045-7825, E-ISSN 1879-2138, Vol. 199, s. 853-864Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik Datavetenskap (datalogi)
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-106684 (URN)10.1016/j.cma.2009.05.017 (DOI)000274827400009 ()
Tillgänglig från: 2009-06-26 Skapad: 2009-06-26 Senast uppdaterad: 2018-01-13Bibliografiskt granskad
2. An algebraic variational multiscale–multigrid method for large-eddy simulation: Generalized-α time integration, Fourier analysis and application to turbulent flow past a square-section cylinder
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>An algebraic variational multiscale–multigrid method for large-eddy simulation: Generalized-α time integration, Fourier analysis and application to turbulent flow past a square-section cylinder
2011 (Engelska)Ingår i: Computational Mechanics, ISSN 0178-7675, E-ISSN 1432-0924, Vol. 47, s. 217-233Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik Datavetenskap (datalogi)
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-110245 (URN)10.1007/s00466-010-0541-x (DOI)000286614600007 ()
Tillgänglig från: 2009-11-05 Skapad: 2009-11-05 Senast uppdaterad: 2018-01-12Bibliografiskt granskad
3. A hybrid level-set Cahn–Hilliard model for two-phase flow
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>A hybrid level-set Cahn–Hilliard model for two-phase flow
2008 (Engelska)Ingår i: Proc. 1st European Conference on Microfluidics, La Société Hydrotechnique de France , 2008, s. 59:1-10Konferensbidrag, Publicerat paper (Refereegranskat)
Ort, förlag, år, upplaga, sidor
La Société Hydrotechnique de France, 2008
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik Datavetenskap (datalogi)
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-104899 (URN)
Tillgänglig från: 2009-05-20 Skapad: 2009-05-30 Senast uppdaterad: 2018-01-13Bibliografiskt granskad
4. Spurious currents in a finite-element based level set method for two phase flow
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Spurious currents in a finite-element based level set method for two phase flow
2009 (Engelska)Rapport (Övrigt vetenskapligt)
Serie
Technical report / Department of Information Technology, Uppsala University, ISSN 1404-3203 ; 2009-026
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik Datavetenskap (datalogi)
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-110112 (URN)
Tillgänglig från: 2009-11-04 Skapad: 2009-11-04 Senast uppdaterad: 2018-01-12Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(848 kB)4500 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 848 kBChecksumma SHA-512
cb9f2cf217dcec7ce7c6b3d2e0de3aa1730af355c1cd14619d77f955d18834051236395576ef9e291879699f87f03d4f57ae28bf596fcb1a37119b0ef9eb30e1
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Personposter BETA

Kronbichler, Martin

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Kronbichler, Martin
Av organisationen
Avdelningen för teknisk databehandlingNumerisk analys
Beräkningsmatematik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 4500 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

urn-nbn

Altmetricpoäng

urn-nbn
Totalt: 998 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf