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Realisierung von robusten Diskretisierungen, schnellen Lösern und effizienten Datenstrukturen für Probleme mit Fluid-Struktur-Wechselwirkung

针对涉及流固耦合的问题实现稳健的离散化、快速求解器和高效的数据结构

基本信息

批准号：
5303006
负责人：
Professor Dr. Stefan Turek
金额：
--
依托单位：
Lehrstuhl III: Angewandte Mathematik und Numerik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2001
资助国家：
德国
起止时间：
2000-12-31 至 2005-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5303006?language=en
关键词：
Realisierung von robusten Diskretisierungen schnellen

项目摘要

Das Ziel ist die Herleitung und Realisierung von effizienten numerischen Methoden für industrie-relevante Probleme mit Fluid-Struktur-Kopplung. Da in vielen Anwendungen hochgradig instationäre Wechselwirkungen auf verschiedenen Skalen in Ort und Zeit erfaßt werden müssen, ist der Bedarf an Speicherplatz und vor allem Rechenzeit selbst auf Hochleistungsrechnern eines der Hauptprobleme. Daher müssen moderne numerische Methoden verwendet werden, die auf genauen und robusten Diskretisierungen und sehr effizienten Lösern für die (nichtlinearen) hochdimensionalen Gleichungssysteme beruhen. Gleichzeitig müssen Datenstrukturen und Implementierungstechniken verwendet werden, die schon auf (Einzel)Prozessoren einen signifikanten Anteil der verfügbaren Rechenleistung von nahezu 1 GFLOP/s erzielen. Da unsere Hauptanwendungen inkompressible Strömungen sind, die zwar weitgehend laminares, aber dabei nichtlineares Fließverhalten aufweisen können, müssen spezielle FEM-Ansätze in Ort und Zeit verwendet werden, die rigorose Fehlerschätzung und adaptive Strategien zur Genauigkeitserhöhung erlauben. Zusammen mit optimierten Mehrgittertechniken sollen damit strömungs- und strukturmechanische Lösungskomponenten realisiert werden, die mit speziellen Methoden zur Gittersteuerung und Integration von Randwerten und unter Verwendung geeigneter Kopplungsmechanismen auf gekoppelte Probleme zeitabhängigen Gebieten erweitert werden können.

Das Ziel is die Herleitung und Realisierung von effizienten numerischen Methoden für industrie-relevante Probleme mit Fluid-Struktur-Kopplung. Da in vielen Anwendungen hochgradig instationäre Wechselenkungen auf verbedenen Skalen in Ort und Zeit erfaßt韦尔登müssen，ist der Bedarf an Speicherplatz and vor allem Rechenzeit selbst auf Hoelistungsrechnern eines der Hauptprobleme. Daher müssen moderne numerische Methoden verwendet韦尔登，die auf genauen and robusten retisierungen and sehr effizienten Lösern für die（nichtlinearen）hochdimensionalen Gleichungssysteme beruhen. Gleichzeitig müssen Datenstrukturen und Implementierungstechniken verwendet韦尔登，die schon auf（Einzel）Prozessoren einen signifikanten Anteil der verfügbaren Rechenleistung von nahezu 1 GFLOP/s erzielen.通过对可压缩的Strömungen进行Hauptanwendungen分析，发现两个可压缩的层压结构，但没有任何线性的Fließverhalten aufweisen können，必须在Ort和Zeit中进行特殊的FEM-Ansätze分析，从而获得韦尔登、严格的Fehlerschätzung和自适应的Genauigkeitserhöhung erlauben。采用最优化的机械技术解决了结构强度和结构力学的问题，实现了结构力学的韦尔登，并采用了特殊的方法对结构进行控制和集成，使结构力学能够克服韦尔登的问题。