Navier-Stokes-Brinkmanペナリゼーションアプローチを用いた流体流問題における障害物の取り込みについて【JST・京大機械翻訳】

Fuchsberger Jana; Karabelas Elias; Aigner Philipp; Niederer Steven; Plank Gernot; Schima Heinrich; Haase Gundolf

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202200794204970 整理番号：21P0047546

Navier-Stokes-Brinkmanペナリゼーションアプローチを用いた流体流問題における障害物の取り込みについて【JST・京大機械翻訳】

On the Incorporation of Obstacles in a Fluid Flow Problem Using a Navier-Stokes-Brinkman Penalization Approach

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発行年： 2020年09月07日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2021年09月03日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

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浸漬移動固体と流体の相互作用をシミュレートすることは,流体動力学が障害物の存在によってどのように変化するか,また移動流体によって固体に力を発揮するかのより良い定量的理解を得るために重要な役割を果たす。このような問題は,タービンのような多数の技術的応用から,弁による血行力学の調節のような医療問題に及ぶ様々な状況に現れる。典型的には,このような問題の数値的処理は流体構造相互作用(FSI)フレームワーク内で行われる。一般的FSIモデルは双方向相互作用を捉えることができるが,解決し,計算的に高価である。単純化法は,流体動力学の変化に対する固体の影響の理解に焦点を絞って,応用問題を要求する範囲を広げるためのより良い計算効率を達成することにより,可能な改善を提供する。本研究では,このような応用のための新しい方法の開発について報告する。本方法では,剛体移動障害物を,多孔質媒体理論からの概念を用いて流体動力学状況に組み込んだ。Navier-Stokes-Brinkman方程式に基づいて,Darcy抗力項でNavier-Stokes方程式を増強させると,この方法は消失透過性の多孔質媒体を含む時変領域として固体障害物を表す。数値安定化と乱流モデリングを,残差ベース変分マルチスケール定式化を用いて処理した。食品医薬品局(FDA)によりもたらされる回転血液ポンプの標準ベンチマーク問題を解くことにより,著者らのアプローチ-計算効率および実装の容易さの鍵となる利点を実証した。妥当性は,メッシュ収束研究の実施と,このベンチマークに対して提供された実験データの広範なセットとの比較によって実証された。【JST・京大機械翻訳】

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流体動力学一般 , 構造動力学 , 装置内の物質移動及び一般

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