Fattahi Evati, Ehsan
[Author]
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Wohlmuth, Barbara
[Contributor];
Wohlmuth, Barbara ;Rüde, Ulrich
[Contributor]
Simulation poröser Medien auf Höchstleistungsrechnern mit der Lattice Boltzmann Methode ; High performance simulation of fluid flow in porous media using Lattice Boltzmann method
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Media type:
E-Book;
Electronic Thesis;
Doctoral Thesis
Title:
Simulation poröser Medien auf Höchstleistungsrechnern mit der Lattice Boltzmann Methode ; High performance simulation of fluid flow in porous media using Lattice Boltzmann method
Contributor:
Fattahi Evati, Ehsan
[Author]
Published:
Technical University of Munich; Technische Universität München, 2017-05-08
Footnote:
Diese Datenquelle enthält auch Bestandsnachweise, die nicht zu einem Volltext führen.
Description:
Die Lattice Boltzmann Methode kann zur Simulation von porösen Medien mit voller geometrischer Auflösung verwendet werden. Mit solch einer direkten numerischen Simulation ist es möglich, grundlegende Effekte zu simulieren, die nur schwer durch makroskopische, mathematische Modelle oder Experimente zugänglich sind. Um korrekte und relevante Ergebnisse erzielen zu können, ist es zum einen wichtig, hocheffizienten Code zu implementieren, zum anderen aber auch das am besten passende Simulations-Setup zu wählen. Darüberhinaus, ist es essentiell Randbedingungen und Kollisionsmodelle zu wählen, die vom Stokes Bereich bis hin zum turbulenten Bereich geeignet sind. In dieser Arbeit werden verschiedene No-Slip Randbedingungen und Kollisionsoperatoren hinsichtlich Effizienz und Genauigkeit verglichen. Anstatt einer konstanten Volumenkraft zum Anregen der Kanalströmung, kommt eine periodische Druckdifferenz Randbedingung zur Anwendung um den Fluss in dem periodischen Szenario zu simulieren. Zuerst werden die Konvergenzraten von verschiedenen Randbedingungen mit verschiedenen Kollisionsoperatoren im Stokes Bereich untersucht. Die untersuchten Randbedingung enthielten Randbedingung erster bis dritter Ordnung an gekrümmten Rändern. Somit konnte die Konvergenzrate numerisch sowohl für den Trägheits- als auch für den turbulente Bereich untersucht werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Multi-Reflection Randbedingung mit Ordnung 2 im Trägheitsbereich und mit Ordnung 3 im turbulenten Bereich konvergiert. Unter Berücksichtigung von Rechenaufwand und Genauigkeitsanforderungen, wurde die central linear interpolation bounce-back Randbedingung sowie ein Kollisionsmodell mit zwei Relaxationszeiten gewählt. Diese Kombination liefert viskositätsunabhängige Ergebnisse und hat eine räumliche Konvergenz zweiter Ordnung. Diese Methode wurde für die Simulation von sich berührenden Kugeln verwendet, welche in einem einfachen kubischen Gitter angeordnet sind. Volle D3Q27 und reduzierte D3Q19 Stencils werde verglichen. Es werden Ergebnisse für ...