Uma Técnica de Correção de Interface para o Método “Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics”
DOI:
https://doi.org/10.5540/tema.2013.014.03.0347Resumo
A manutenabilidade de uma boa distribuição de partículas é algo fundamental em simulações através do SPH, sendo um dos fatores responsáveis pela estabilidade do sistema e a acurácia do método. Em soluções através do método ISPH (acrônimo em inglês para Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamcs) este resultado pode ser alcançado através de uma técnica baseada na introdução de um deslocamento de partículas, de forma a retirá-las de suas trajetórias lagrangeanas. Entretanto, quando diretamente aplicada a escoamentos multifásicos, esta técnica acaba introduzindo um comportamento não físico na interface entre fluidos, resultando em um incorreto posicionamento da interface, e prejudicando a simulação. Neste trabalho, propomos uma correção baseada em uma função suave, definida inicialmente como a distância normal à interface. Testes numéricos mostram que esta correção consegue recuperar a correta posição da interface. Finalmente, um estudo sobre a conservação de massa desta técnica é apresentado.Referências
A. K. Chaniotis, D. Poulikakos, P. Koumoutsakos, Remeshed smoothed particle hydrodynamics for the simulation of viscous and heat conducting flows, Journal of Computational Physics}, 182 (2002), 67-90.
A. J. Chorin, Numerical Solution of the Navier-Stokes Equations, Mathematics of Computation, 22, (1968), 745-762.
P. Cleary, J. J. Monaghan, Conduction modelling using smoothed particle hydrodynamics, Journal of Computational Physiscs, 148 (1999), 227-264.
S. J. Cummins, M. Rudman, An SPH Projection Method, Journal of Computational Physics, 152 (1999), 584-607.
R. A Gingold, J. J. Monaghan, Smoothed particle hydrodynamics - Theory and application to non-spherical stars, Royal Astronomical Society, 181 (1977), 375-389.
E. S Lee, C. Moulinec, R. Xu, D. Violeau, D. Laurence, P. Stansby, Comparisons of weakly compressible and truly incompressible algorithms for the SPH mesh free particles method, IEEE Trans. on Visual. and C. Graphics, 227 (2008), 8417-8436.
G. R. Liu, M. B. and Liu, M. B., Smoothed Particle Hydrodynamics - a meshfree particle method, World Scientific, Singapure, (2003).
L. B. Lucy, A numerical approach to the testing of the fission hypothesis, Astron. Journal, 82 (1977), 1013-1024.
J. J. Monaghan, Simulating free surface flow with SPH, Journal of Computational Physics, 110 (1994), 399-406.
R. Xu and P. Stansby and D. Laurence, Accuracy and stability in incompressible SPH (ISPH) based on the projection method and a new approach, Journal of Computational Physics, 228 (2009), 6703-6725.
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