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Título: Formulações Estabilizadas Submalhas Aplicadas às Equações de Euler
Autor(es): Mattos, Roberta Nunes
Orientador: Santos, Isaac Pinheiro dos
Data do documento: 28-Ago-2012
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Este trabalho apresenta uma implementação do método de elementos finitos para resolver o sistema de equações de Euler compressíveis bidimensionais em variáveis conservativas, usando a formulação estabilizada submalha Difusão Dinâmica, considerando escalas submalhas estáticas e transientes. O método Difusão Dinâmica é baseado no formalismo multiescala e foi proposto para resolver problemas de transporte predominantemente convectivos. Um operador dissipativo não linear é acrescentado ao método de Galerkin adicionando uma difusão artificial não parametrizada em todas as escalas da discretização. Além disso, estamos considerando que as escalas submalhas variam em função do tempo. Dessa forma, apresentamos uma expressão para representá-las em cada passo de tempo. Um algoritmo preditor multicorretor de segunda ordem é utilizado para a integração no tempo e os sistemas lineares resultantes em cada correção são resolvidos pelo método iterativo GMRES. São considerados um conjunto de experimentos clássicos tais como, choque normal, choque oblíquo e choque refletido para aferir a acuidade da solução aproximada encontrada. Os experimentos numéricos realizados demonstram que o método Difusão Dinâmica com subescalas transientes obtém soluções mais precisas do que os métodos estabilizados SUPG/CAU e SUPG/YZβ.
This work presents an implementation of the finite element method to solve the system of two-dimensional compressible Euler equations in conservation variables, using the Dynamic Diffusion subgrid stabilization method, considering static and transient subgrid scales. This method is based on the multiscale formalism and has been proposed to solve convection-dominant transport problems. A nonlinear dissipative operator acting isotropically in all discretization scales is added to the Galerkin method. We let the subgrid scales very in time, and thus they need to be tracked. Then, we propose a closed-form expression for them at each time step. A second order implicit predictor multicorrector scheme is used for time integration and the linear systems resulting are solved by the GMRES iterative method. We consider a set of classic experiments: normal shock, oblique shock and reflected shock. Numerical experiments shown that the method Diffusion Dynamics - with transient subgrid scales - results in more accurate solutions than the stabilized methods SUPG/CAU e SUPG/YZβ.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4237
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