Numerical simulations of incompressible flow about a vibrating profile

0325678 - ÚT 2010 RIV PL eng C - Konferenční příspěvek (zahraniční konf.)
Honzátko, R. - Horáček, Jaromír - Kozel, Karel
Numerical simulations of incompressible flow about a vibrating profile.
[Numerické simulace nestlačitelného proudění kolem vibrujícího profilu.]
18th International Conference on CMM 2009 - Short Papers. Zielona Gora: University of Zielona Gora, 2009 - (Kuczma, M.; Wilmaňski, K.; Szajna, W.), s. 209-210. ISBN 978-83-7481-245-0.
[International conference on Computer Methods in Mechanics 2009 /18./. Zielona Gora (PL), 18.05.2009-21.05.2009]
Grant CEP: GA AV ČR IAA200760613
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20760514
Klíčová slova: dual-time stepping method * finite volume method * vibrating profile
Kód oboru RIV: BI - Akustika a kmity

The work deals with a numerical solution of the interaction of 2D flow and a freely vibrating profile with large amplitudes. The profile with two degrees of freedom can oscillate around an elastic axis and in the vertical direction. The profile motion is described by two nonlinear ordinary differential equations. They are solved numerically using four-order Runge-Kutta method. The mathematical model of laminar viscous flow is represented by the unsteady Navier-Stokes equations. Numerical schemes of the finite volume method are applied on a structured quadrilateral C-mesh. The method of artificial compressibility together with a time marching method are used for steady state calculations, which precede the unsteady solution. Dual time stepping method is employed for unsteady numerical simulations. Deformations of the computational domain due to the profile motion are treated using the Arbitrary Lagrangian-Eulerian method.

Práce se zabývá numerickým řešením interakce dvoudimensionálního nestlačitelného proudění a volně kmitajícího profilu s velkými amplitudami. Profil o dvou stupních volnosti může oscilovat kolem elastické osy a ve vertikálním směru. Pohyb profilu je popsán dvěma nelineárními obyčejnými diferenciálními rovnicemi, které jsou řešeny numericky metodou Runge-Kutta 4. řádu. Laminární proudění viskózní tekutiny je popsáno nestlačitelnými nestacionárními Navier-Stokesovými rovnicemi. Numerické řešení metodou konečných objemů je aplikováno na strukturované čtyřúhelníkové C-síti. Nestacionárnímu řešení předchází řešení stacionární, ve kterém je použita metoda umělé stlačitelnosti časového kroku. Pro numerické řešení nestacionárních simulací je použitá metoda duálního času. Deformace výpočetní oblasti způsobené pohybem profilu jsou respektovány pomocí ALE metody. Geometrický zákon zachování je pro numerické řešení nestacionárních simulací proudění splněn.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0005224