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Erschienen in: Mathematical Models and Computer Simulations 5/2022

01.10.2022

Generalized Brinkman Volume Penalization Method for Compressible Flows Around Moving Obstacles

verfasst von: N. S. Zhdanova, I. V. Abalakin, O. V. Vasilyev

Erschienen in: Mathematical Models and Computer Simulations | Ausgabe 5/2022

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Abstract

A Galilean-invariant generalization of the Brinkman volume penalization method (BVPM) for compressible flows, which extends the applicability of the method to problems of the flow around moving obstacles, is proposed. The developed method makes it possible to carry out simulations on non-body fitted meshes of arbitrary structure, including completely unstructured computational grids. The efficiency of the Galilean-invariant generalization of the BVPM for compressible flows around moving obstacles is demonstrated for a number of test problems of the direct reflection of a one-dimensional acoustic pulse from a stationary and moving plane surface, scattering of an acoustic wave by a stationary cylinder, and the subsonic flow of a viscous gas around an oscillating cylinder. The numerical results agree closely with the reference solutions and theoretical estimates of the convergence of the method and they confirm the invariance of the proposed formulation with respect to the Galilean transformations.

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Literatur
10.
Zurück zum Zitat E. Arquis and J. P. Caltagirone, “Sur les conditions hydrodynamiques au voisinage d’une interface milieu fluide-milieu poreux: Application à la convection naturelle,” C. R. Acad. Sci., Ser. IIb: Mec. 299 (1), pp. 1–4 (1984). E. Arquis and J. P. Caltagirone, “Sur les conditions hydrodynamiques au voisinage d’une interface milieu fluide-milieu poreux: Application à la convection naturelle,” C. R. Acad. Sci., Ser. IIb: Mec. 299 (1), pp. 1–4 (1984).
12.
Zurück zum Zitat G. Carbou and P. Fabrie, “Boundary layer for a penalization method for viscous incompressible flow,” Adv. Differ. Equations 8 (12), 1453–1480 (2003).MathSciNetMATH G. Carbou and P. Fabrie, “Boundary layer for a penalization method for viscous incompressible flow,” Adv. Differ. Equations 8 (12), 1453–1480 (2003).MathSciNetMATH
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Zurück zum Zitat Second Computational Aeroacoustics (CAA) Workshop on Benchmark Problems, C. K. W. Tam and J. C. Hardin, Eds., NASA Conf. Publ. 3352 (NASA Langley Research Center, Hampton, VA, 1997). Second Computational Aeroacoustics (CAA) Workshop on Benchmark Problems, C. K. W. Tam and J. C. Hardin, Eds., NASA Conf. Publ. 3352 (NASA Langley Research Center, Hampton, VA, 1997).
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Zurück zum Zitat I. Abalakin, N. Zhdanova, and T. Kozubskaya, “Immersed boundary penalty method for compressible flows over moving obstacles,” in Proc. 6th European Conf. on Computational Mechanics: Solids, Structures and Coupled Problems (ECCM 2018) and 7th European Conf. on Computational Fluid Dynamics (ECFD 2018), 11–15 June 2018, Glasgow, UK, pp. 3449–3458. I. Abalakin, N. Zhdanova, and T. Kozubskaya, “Immersed boundary penalty method for compressible flows over moving obstacles,” in Proc. 6th European Conf. on Computational Mechanics: Solids, Structures and Coupled Problems (ECCM 2018) and 7th European Conf. on Computational Fluid Dynamics (ECFD 2018), 11–15 June 2018, Glasgow, UK, pp. 3449–3458.
Metadaten
Titel
Generalized Brinkman Volume Penalization Method for Compressible Flows Around Moving Obstacles
verfasst von
N. S. Zhdanova
I. V. Abalakin
O. V. Vasilyev
Publikationsdatum
01.10.2022
Verlag
Pleiades Publishing
Erschienen in
Mathematical Models and Computer Simulations / Ausgabe 5/2022
Print ISSN: 2070-0482
Elektronische ISSN: 2070-0490
DOI
https://doi.org/10.1134/S2070048222050180

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