Skip to main content
Erschienen in: Computing and Visualization in Science 6/2015

01.12.2015

Adaptive large eddy simulation

verfasst von: A. Hauser, G. Wittum

Erschienen in: Computing and Visualization in Science | Ausgabe 6/2015

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Several a posteriori indicators in the framework of local grid adaptation and large eddy simulation (LES) are evaluated. In LES indicators must be capable to bound not only the discretisation error, but also the modeling error. Moreover, the numerical method must be able to adapt the computational grid dynamically, as the regions requiring different resolution are not static. The performance of different indicators is evaluated in two flow configurations. It turns out that the classic residual based error indicator and the newly introduced heuristic indicator perform best.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Verfürth, R.: A Review of a Posteriori Error Estimation and Adaptive Mesh-Refinement Techniques. Wiley Teubner, UK (1996)MATH Verfürth, R.: A Review of a Posteriori Error Estimation and Adaptive Mesh-Refinement Techniques. Wiley Teubner, UK (1996)MATH
2.
Zurück zum Zitat Berger, M.J., Oliger, J.: Adaptive mesh refinement for hyperbolic partial differential equations. J. Comp. Phys. 53, 484–512 (1984)MathSciNetCrossRefMATH Berger, M.J., Oliger, J.: Adaptive mesh refinement for hyperbolic partial differential equations. J. Comp. Phys. 53, 484–512 (1984)MathSciNetCrossRefMATH
3.
Zurück zum Zitat Hoffman, J.: Adaptive finite element methods for LES: computation of the mean drag coefficient in a turbulent flow around a surface mounted cube using adaptive mesh refinement. Chalmers Finite Element Center 22. Preprint Hoffman, J.: Adaptive finite element methods for LES: computation of the mean drag coefficient in a turbulent flow around a surface mounted cube using adaptive mesh refinement. Chalmers Finite Element Center 22. Preprint
4.
Zurück zum Zitat Terracol, M., Sagaut, P., Basdevant, C.: A multilevel/multirésolution approach for large-eddy simulation. In: European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, ECCOMAS 2000 (2000) Terracol, M., Sagaut, P., Basdevant, C.: A multilevel/multirésolution approach for large-eddy simulation. In: European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, ECCOMAS 2000 (2000)
5.
Zurück zum Zitat Gray, D., Giorgino, A.: The validity of the Boussinesq approximation for liquids and gases. Int. J. Heat Mass Transf. 19, 545–551 (1975)CrossRef Gray, D., Giorgino, A.: The validity of the Boussinesq approximation for liquids and gases. Int. J. Heat Mass Transf. 19, 545–551 (1975)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Ghosal, S., Moin, P.: The basic equations for the large eddy simulation of turbulent flows in complex geometry. J. Comput. Phys. 118, 24–37 (1994)MathSciNetCrossRefMATH Ghosal, S., Moin, P.: The basic equations for the large eddy simulation of turbulent flows in complex geometry. J. Comput. Phys. 118, 24–37 (1994)MathSciNetCrossRefMATH
7.
Zurück zum Zitat Moin, P., Reynolds, W., Ferziger, J.: Large eddy simulation of incompressible turbulent channel flow. Tech. Rep., Dept. of Mech. Eng. Rep. TF12, Stanford University (1978) Moin, P., Reynolds, W., Ferziger, J.: Large eddy simulation of incompressible turbulent channel flow. Tech. Rep., Dept. of Mech. Eng. Rep. TF12, Stanford University (1978)
8.
Zurück zum Zitat Vasilyev, O., Lund, T., Moin, P.: A general class of commutative filters for LES in complex geometries. J. Comput. Phys. 146, 82–104 (1998)MathSciNetCrossRefMATH Vasilyev, O., Lund, T., Moin, P.: A general class of commutative filters for LES in complex geometries. J. Comput. Phys. 146, 82–104 (1998)MathSciNetCrossRefMATH
9.
Zurück zum Zitat Schneider, G., Raw, M.: Control volume finite-element method for heat transfer and fluid flux using colocated variables. Numer. Heat Transf. 11, 363–390 (1987)MATH Schneider, G., Raw, M.: Control volume finite-element method for heat transfer and fluid flux using colocated variables. Numer. Heat Transf. 11, 363–390 (1987)MATH
10.
Zurück zum Zitat Rentz-Reichert, H.: Robuste Mehrgitterverfahren zur Lösung der inkompressiblen Navier–Stokes Gleichung: ein Vergleich. Ph.D. Thesis, IWR, Universität Heidelberg (1996) Rentz-Reichert, H.: Robuste Mehrgitterverfahren zur Lösung der inkompressiblen Navier–Stokes Gleichung: ein Vergleich. Ph.D. Thesis, IWR, Universität Heidelberg (1996)
11.
Zurück zum Zitat Nägele, S.: Mehrgitterverfahren für die inkompressiblen Navier–Stokes Gleichungen im laminaren und turbulenten Regime unter Berücksichtigung verschiedener Stabilisierungsmethoden. Ph.D. Thesis, IWR, Universität Heidelberg (2004) Nägele, S.: Mehrgitterverfahren für die inkompressiblen Navier–Stokes Gleichungen im laminaren und turbulenten Regime unter Berücksichtigung verschiedener Stabilisierungsmethoden. Ph.D. Thesis, IWR, Universität Heidelberg (2004)
12.
Zurück zum Zitat Bastian, P., Birken, K., Johannsen, K., Lang, S., Eckstein, K., Neuss, N., Rentz-Reichert, H., Wieners, C.: UG—a flexible software toolbox for solving partial differential equations. Comput. Vis. Sci. 1, 27–40 (1997)CrossRefMATH Bastian, P., Birken, K., Johannsen, K., Lang, S., Eckstein, K., Neuss, N., Rentz-Reichert, H., Wieners, C.: UG—a flexible software toolbox for solving partial differential equations. Comput. Vis. Sci. 1, 27–40 (1997)CrossRefMATH
13.
Zurück zum Zitat Glowinski, R., Periaux, J.: Numerical methods for nonlinear problems in fluid dynamics. In: Supercomputing. State-of-the-Art, pp. 381–479 (1987) Glowinski, R., Periaux, J.: Numerical methods for nonlinear problems in fluid dynamics. In: Supercomputing. State-of-the-Art, pp. 381–479 (1987)
14.
Zurück zum Zitat Carati, D., Wray, A.: Time filtering in large eddy simulations. Proc. Summer Progr. 2000(91), 99–165 (1963). (Center for Turbulence Research) Carati, D., Wray, A.: Time filtering in large eddy simulations. Proc. Summer Progr. 2000(91), 99–165 (1963). (Center for Turbulence Research)
17.
Zurück zum Zitat Wittum, G.: Multi-grid methods for Stokes and Navier–Stokes equations. Transforming smoothers–algorithms and numerical results. Numer. Math. 54, 543–563 (1989b)MathSciNetCrossRefMATH Wittum, G.: Multi-grid methods for Stokes and Navier–Stokes equations. Transforming smoothers–algorithms and numerical results. Numer. Math. 54, 543–563 (1989b)MathSciNetCrossRefMATH
18.
Zurück zum Zitat Wittum, G.: The use of fast solvers in computational fluid dynamics. In: Wesseling, P. (ed.) Numerical Methods in Fluid Mechanics. Proceedings of the Annual Conference of the GAMM-Fachausschuss für Strömungsmechanik, Delft (25–27 Sept 1989c) Wittum, G.: The use of fast solvers in computational fluid dynamics. In: Wesseling, P. (ed.) Numerical Methods in Fluid Mechanics. Proceedings of the Annual Conference of the GAMM-Fachausschuss für Strömungsmechanik, Delft (25–27 Sept 1989c)
19.
Zurück zum Zitat Reichert, H., Wittum, G.: Robust multi-grid for incompressible flows. Notes Numer. Fluid Mech. 49 (1995) Reichert, H., Wittum, G.: Robust multi-grid for incompressible flows. Notes Numer. Fluid Mech. 49 (1995)
20.
Zurück zum Zitat Bramble, J., Pasciak, J.E., Wang, J., Xu, J.: Convergence estimates for multigrid algorithms without regularity assumptions. Math. Comp. 57, 23–45 (1991)MathSciNetCrossRefMATH Bramble, J., Pasciak, J.E., Wang, J., Xu, J.: Convergence estimates for multigrid algorithms without regularity assumptions. Math. Comp. 57, 23–45 (1991)MathSciNetCrossRefMATH
21.
Zurück zum Zitat Bastian, P., Wittum, G.: Robustness and adaptivity: the UG concept. In: Hemker, P., Wesseling, P. (eds.) Multigrid Methods IV, Proceedings of the Fourth European Multigrid Conference. Birkhäuser, Amsterdam (1994) Bastian, P., Wittum, G.: Robustness and adaptivity: the UG concept. In: Hemker, P., Wesseling, P. (eds.) Multigrid Methods IV, Proceedings of the Fourth European Multigrid Conference. Birkhäuser, Amsterdam (1994)
22.
Zurück zum Zitat Van der Vorst, H.: Bi-CGSTAB: a fast and smoothly converging variant of bicg for the solution of nonsymmetric linear systems. SIAM J. Sci. Stat. Comp. 13, 631–644 (1992) Van der Vorst, H.: Bi-CGSTAB: a fast and smoothly converging variant of bicg for the solution of nonsymmetric linear systems. SIAM J. Sci. Stat. Comp. 13, 631–644 (1992)
23.
Zurück zum Zitat Becker, R.: An adaptive finite element method for the Navier–Stokes equations on time-dependent domains. Ph.D. Thesis, University of Heidelberg (1995) Becker, R.: An adaptive finite element method for the Navier–Stokes equations on time-dependent domains. Ph.D. Thesis, University of Heidelberg (1995)
24.
25.
Zurück zum Zitat Zhu, J., Zienkiewicz, O.: Adaptive techniques in the finite element method. Appl. Numer. Methods 4, 197–204 (1988)CrossRefMATH Zhu, J., Zienkiewicz, O.: Adaptive techniques in the finite element method. Appl. Numer. Methods 4, 197–204 (1988)CrossRefMATH
26.
Zurück zum Zitat Frolkovic, P., Knabner, P., Tapp, C., Thiele, K.: D3F-ein Programmpaket zur Modellierung von Dichtestroemungen, gRS-139, Gesellschaft fuer Anlagen- und Reaktorsicherheit (GSR) mbH, Braunschweig (1998) Frolkovic, P., Knabner, P., Tapp, C., Thiele, K.: D3F-ein Programmpaket zur Modellierung von Dichtestroemungen, gRS-139, Gesellschaft fuer Anlagen- und Reaktorsicherheit (GSR) mbH, Braunschweig (1998)
27.
Zurück zum Zitat Bank, R.E., Sherman, A.H., Weiser, A.: Refinement algorithms and data structures for regular mesh refinement. In: Scientific Computing: 10. IMACS World Conference on System Simulation and Scientific Computing (1983) Bank, R.E., Sherman, A.H., Weiser, A.: Refinement algorithms and data structures for regular mesh refinement. In: Scientific Computing: 10. IMACS World Conference on System Simulation and Scientific Computing (1983)
28.
Zurück zum Zitat Bastian, P.: Parallele adaptive Mehrgitterverfahren. Ph.D. Thesis, Universität Heidelberg (1994) Bastian, P.: Parallele adaptive Mehrgitterverfahren. Ph.D. Thesis, Universität Heidelberg (1994)
29.
Zurück zum Zitat Lang, S., Wittum, G.: Large scale density driven flow simulations using parallel unstructered grid adaptation and local multigrid methods. Concurr. Comput. 17(11), 1415–1440 (1995)CrossRef Lang, S., Wittum, G.: Large scale density driven flow simulations using parallel unstructered grid adaptation and local multigrid methods. Concurr. Comput. 17(11), 1415–1440 (1995)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Hauser, A.: Large eddy simulation auf uniform und adaptiv verfeinerten Gittern. Ph.D. Thesis, Universität Heidelberg (2009) Hauser, A.: Large eddy simulation auf uniform und adaptiv verfeinerten Gittern. Ph.D. Thesis, Universität Heidelberg (2009)
31.
Zurück zum Zitat Denev, J., Fröhlich, J., Bockhorn, H.: Benchmark test ‘jet in cross-flow (JICF)’, theoretische Methoden zur Vorhersage von Strömungs- und Konzentrationsfeldern, DFG-SPP 1141 (1999) Denev, J., Fröhlich, J., Bockhorn, H.: Benchmark test ‘jet in cross-flow (JICF)’, theoretische Methoden zur Vorhersage von Strömungs- und Konzentrationsfeldern, DFG-SPP 1141 (1999)
32.
Zurück zum Zitat Betts, P.L., Bokhari, I.H.: Experiments on turbulent natural convection in an enclosed tall cavity. Int. J. Heat Fluid Flow. 21, 675–683 (2000)CrossRef Betts, P.L., Bokhari, I.H.: Experiments on turbulent natural convection in an enclosed tall cavity. Int. J. Heat Fluid Flow. 21, 675–683 (2000)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat Geurts, B.: Balancing errors in LES. In: Sandham, N., Voke, P., Kleiser, L. (eds.) Direct and Large Eddy Simulation III. Kluwer, Cambridge (1994) Geurts, B.: Balancing errors in LES. In: Sandham, N., Voke, P., Kleiser, L. (eds.) Direct and Large Eddy Simulation III. Kluwer, Cambridge (1994)
34.
Zurück zum Zitat Geurts, B.: Elements of Direct and Large-Eddy Simulation. Edwards, Crawley (2004) Geurts, B.: Elements of Direct and Large-Eddy Simulation. Edwards, Crawley (2004)
Metadaten
Titel
Adaptive large eddy simulation
verfasst von
A. Hauser
G. Wittum
Publikationsdatum
01.12.2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Computing and Visualization in Science / Ausgabe 6/2015
Print ISSN: 1432-9360
Elektronische ISSN: 1433-0369
DOI
https://doi.org/10.1007/s00791-016-0265-3

Premium Partner