مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

توسعه یک روش بدون شبکه مرتبه بالا ضمنی برای جریان‌های تراکم‌پذیر غیرلزج

نویسندگان
1 دانشجوی دکترا/دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 استادیار/دانشگاه صنعتی مالک اشتر
چکیده
در این مقاله معادلات مرتبه بالاتری برای یک روش بدون شبکه توسعه داده شده است. در دهه اخیر روش بدون شبکه که از توزیع نقاط استفاده می‌کند، در دینامیک سیالات محاسباتی مورد توجه قرار گرفته است. در روش بدون شبکه، معمولا حداقل مربعات سری تیلور مرتبه اول در تخمین مشتقات مکانی در هر گره استفاده می‌شود. در این مقاله با ارایه معادلات مرتبه بالاتر و تعمیم آن برای یک روش بدون شبکه اختلاف مرکزی، افزایش دقت و عملکرد این روش در حل معادلات غیرلزج تراکم‌پذیر بررسی شده است. معادلات اویلر در حالت دوبعدی و با استفاده از اتلافات عددی مرتبه دو و چهار که سبب ایجاد یک روش سریع در روش بدون شبکه می‌شود، حل شده‌اند. در گسسته‌سازی زمانی از روش‌های صریح و ضمنی دو زمانه استفاده شده است. به منظور کاهش محاسبات، تکنیک‌های گام زمانی موضعی و هموارسازی باقیمانده‌ها برای افزایش سرعت همگرایی به‌کار گرفته شده‌اند. توانایی و دقت این روش با روش حجم محدود و داده‌های تجربی در جریان‌های گذرصوتی و مافوق‌صوت مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که با استفاده از دقت مرتبه دوم نتایج در جریان‌های گذرصوتی و مافوق‌صوت در شبکه با تعداد نقاط کمتر، دارای دقت بسیار بالاتری نسبت به حل مرتبه اول است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Development of an implicit high order gridless method for inviscid compressible flows

نویسندگان English

Mahdi Hashemabadi 1
Mostafa Hadidoolabi 2
1 PhD Student/Malek Ashtar University of Technology
2 Assistant Professor/Malek Ashtar University of Technology
چکیده English

In this paper, an implicit high order discretization has been developed for gridless method. In recent decade, gridless method using a distribution of points has become an important research topic in computational fluid dynamics. Gridless method usually uses the first order Taylor series for discretization of the space derivatives at any points. This paper presents an extension of high order for a central difference gridless method and investigates the results accuracy and performance of this method for solving inviscid compressible flows. Euler equations have been solved in two dimensional using second and fourth order artificial dissipation terms. These terms make a fast gridless method. The method of discretization in time, Explicit and dual-time implicit time discretization are used. In order to reduce the computational cost, local time stepping and residual smoothing techniques are utilized to speed up convergence. The capabilities and accuracy of the method are compared with finite volume method and experimental data for airfoils in transonic and supersonic flows. Results show that the second order accuracy solutions with fewer point distributions indicate higher accuracy when compared to the first order accuracy solutions in transonic and supersonic flows.

کلیدواژه‌ها English

Gridless Method
High Order
Implicit Method
Compressible flow
Euler Equations