Mehrgitterverfahren zur effizienten numerischen Simulation von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen

用于流固耦合高效数值模拟的多重网格方法

• 批准号: 5391514
• 负责人: Professor Dr. Michael Schäfer
• 金额: --
• 依托单位: Fachgebiet Numerische Berechnungsverfahren im Maschinenbau
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Units
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5391514?language=en
• 关键词: Mehrgitterverfahren; zur; effizienten; numerischen; Simulation

In vielen Ingenieuranwendungen spielt die Betrachtung von gekoppelten Problemen mit einer Wechselwirkung von Phänomenen der Strömungs- und Strukturmechanik eine wichtige Rolle. In den beiden Einzeldisziplinen existieren heutzutage leistungsfähige Simulationsprogramme, die aufgrund oft jahrelanger Entwicklungsarbeiten einen vergleichsweise hohen Standard erreicht haben. Dies betrifft sowohl die jeweiligen Modellierungsmöglichkeiten als auch die jeweils zum Einsatz kommenden numerischen Methoden. Für die effiziente Simulation gekoppelter Fluid-Struktur-Probleme ist es zum einen wünschenswert die neuesten Entwicklungen in den beiden Teildisziplinen zu nutzen, und zum anderen ist es notwendig geeignete Kopplungsalgorithmen bereitzustellen, die die effiziente Erfassung der gegenseitigen Wechselwirkungen erlauben. Für die Konvergenzeigenschaften eines Berechnungsverfahrens für Fluid-Struktur-Wechselwirkungen ist insbesondere der Kopplungsmechanismus von entscheidender Bedeutung. Wie im Vorspann dieses Forschergruppenantrags bereits ausgeführt, kann die Kopplung von Struktur und Strömung auf numerischer Ebene in unterschiedlicher Weise realisiert werden, was zu stärker oder schwächer gekoppelten Lösungsprozeduren führt. Einerseits kann das gekoppelte Problem in einem Schritt gelöst werden (monolithischer Ansatz), was in der Regel gute Konvergenzeigenschaften des gekoppelten Lösers zur Folge hat, andererseits können im Rahmen einer partitionierten Strategie vorhandene optimierte Teilproblemlöser in wenig veränderter Form verwendet werden. Das Ziel des vorliegenden Projekts ist die Weiterentwicklung und systematische Untersuchung eines voll-impliziten partitionierten Lösungsalgorithmus für Probleme mit Fluid-Struktur-Wechselwirkung mit starker Kopplung, welcher auf einer iterativen Lösung der gekoppelten diskreten Gleichungen im Rahmen eines nichtlinearen Mehrgitterverfahrens mit adaptiver Zeitschrittweitensteuerung basiert. Das Verfahren versucht die Vorteile von monolithischen und partitionierten Ansätzen zu vereinen, wobei gleichzeitig eine hohe numerische Effizienz, wie sie für Mehrgitterverfahren charakteristisch ist, erreicht werden soll.

在许多工程中，使用一种由Strömungs和Strukturmechanik现象产生的Wechselechtung方法来解决各种问题。在一个大型仿真程序中，早期的开发常常会出现标准错误。珠宝模型也可以用一种简单的数字方法来描述。Für die effiziente Simulation gekoppelter Fluid-Struktur-Probleme ist es zum einen wünschenswert die neuesten Entwicklungen in den beiden Teildisziplinen zu nutzen，and zum anderen ist es notwendig geeignete Kopplungsaltmen bereitzustellen，die effiziente Erfasung der gegenseitigen Wechselkungen erlauben. Für die Konvergenzeigenschaften eines Berechnungsverfahrens für Fluid-Struktur-Wechselwirkungen ist insbesondere der Kopplungsmechanismus von entscheidender Bedeutung。正如在前期研究中所发现的那样，结构和结构的相互作用可以在韦尔登的意识中实现，这是一个很好的选择，也是一个很好的方法。在一个单块建筑物韦尔登中的建筑问题，是在规则中对建筑物的建筑物进行的最优化，而在Rahmen中则是一个以韦尔登形式进行的最优化的建筑物问题。Das Ziel des vorliegenden Projekts ist die Weiterentwicklung und systematische Untersuchung eines voll-impliciten partitionierten Lösungsaltaximus für Probleme mit Fluid-Struktur-Wechseleckung mit stark Kopplung，welcher auf einer iterativen Lösungder gekoppelten diskreten Gleichungen im Rahmen eines nichtlinearen Mehrgitterverfahrens mit adaptiver Zeitschrittweitensteuerung basert. Das Verfahren versucht die Vorteile von monolithischen und partitionierten Ansätzen zu vereinen，wobei gleichzeitig eine hohe numerische Effizienz，wie sie für Mehrgitterverfahren charakterisch ist，erreicht韦尔登soll.