Numerical simulation of combustion using mesh-free methods
Numerical simulation of combustion using mesh-free methods
批准号:
0500505
负责人:
Ralph Aldredge
金额:
$0.0万
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2005
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2005-07-15 至 2008-06-30
中文摘要
公开摘要(CTS-0500505)这项研究涉及二维平面或轴对称圆柱流问题的湍流燃烧计算模型。本文的研究工作主要集中在以下几个方面:1.利用Level-Set模型确定湍流燃烧界面和未燃烧界面。在有这种边界的连续区域,无网格径向基函数将与Level-Set方法相结合,无网格径向基函数方法将时间推进到内部连续区域。我们将使用Goetingen大学的Robert Schaback教授开发的贪婪算法。该算法被证明是非常有效的,因为它只使用那些重要的数据中心,以有限元方法所需计算时间的一小部分来减少残余误差。此外,还将实施移动数据中心方案,以进一步减少空间和时间截断误差。这一方案将被约束为在每次推进时守恒质量、动量分量和总能量。我们打算将我们的结果分成两部分发表:a.对数值算法的详细描述,以及b.描述不同几何形状、障碍物放置等的数值结果,重点是计算效率。预计研究结果将为社会带来好处,包括提高燃烧模拟的准确性和效率,这些模拟用于预测实际燃烧器的性能和排放特性。该项目由化学和运输系统司和数学科学司共同资助,作为国家科学基金会数学科学优先领域的一部分。
英文摘要
Public Abstract (CTS-0500505) The research involves computational modeling of turbulent combustion for two-dimensional planar or axisymmetric cylindrical-flow problems. The study will focus upon the following aspects:1. The use of level-set modeling to define the burnt and unburnt interfaces of turbulent flow.2. In the continuous regions bounded by such interfaces, mesh-free radial basis functions will be used in conjunction with the level-set methodology.The mesh-free radial basis function method will be used to time advance the solution in the interior continuous regions. We shall use the Greedy algorithm developed by Prof. Robert Schaback at Goetingen University. This algorithm is shown to be very efficient since it only uses those data centers important to reduce the residual errors at a fraction of the computational time required by finite element methods. In addition, a moving-data-center scheme will be implemented to further reduce both spatial and temporal truncation errors. This scheme will be constrained to conserve mass, momentum components and total energy at each time advance. We intend to publish our results in two parts: A. A detailed description of the numerical algorithm, and B. Numerical results describing different geometries, placement of obstacles, etc. with emphasis on computational efficiency. It is expected that the results of the research will provide benefits to society, including improved accuracy and efficiency of combustion simulations that are used to predict performance and emissions characteristics of practical combustors. This project is jointly funded by the Chemical and Transport Systems Division and the Division of Mathematical Sciences as part of the NSF Mathematical Sciences Priority Area.
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