Melanie Lipp ist Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung (LH2) und im SFB 1313. Sie wird am Freitag, den 14. Juni 2024 ihre Doktorarbeit mit dem Titel "Capturing local details in fluid-flow simulations: options, challenges and applications using marker-and-cell schemes " verteidigen.
Datum: Freitag, den 14. Juni 2024
Uhrzeit: 14:00 Uhr
Ort: MML, U. 1.003, Pfaffenwaldring 61, 70569 Stuttgart
Abstract
Komplexe lokale Strömungsstrukturen treten in einer Vielzahl von Systemen freier Strömung auf, zum Beispiel bilden sich hinter Hindernissen Wirbel. Für das Verständnis und die Vorhersage zahlreicher Prozesse ist es wichtig, lokale Details in freien Fluidströmungen zu erfassen, was der Fokus dieser Arbeit ist. Insbesondere sind wir an lokalen Strömungsstrukturen in an Poröse-Medien-Strömung gekoppelter, freier Strömung interessiert. Eine bessere Auflösung lokaler Strukturen in der freien Strömung kann durch die Verfeinerung von Rechengittern erreicht werden, was in dieser Arbeit untersucht wird. Insbesondere fokussieren wir uns auf Finite-Volumen-/Finite-Differenzen-Methoden für die zweidimensionalen Navier-Stokes-Gleichungen mit konstanter Dichte und konstanter Viskosität, unter Benutzung der Marker-and-cell Methode (Drücke in den Zellzentren, Geschwindigkeiten auf den Zellkanten) und rechteckiger Kontrollvolumina. Es existiert eine Bandbreite von Methoden mit einer Auswahl an Charakteristika, die zur Verfeinerung von Berechnungsgittern genutzt werden kann. Das erste Ziel dieser Arbeit war es, für viele verschiedene verfügbare Ansätze eine gemeinsame Art der Beschreibung einer von uns fokussierten Klasse von Methoden zu entwickeln, sowie deren Ähnlichkeiten und Unterschiede aufzuzeigen. Das zweite Ziel war es, durch die Untersuchung einer ausgewählten Methode vor dem numerischen Lösen, d.h. durch die Untersuchung lokaler Abschneidefehler, Erkenntnis über und Detailverständnis für das Verhalten der lokalen Verfeinerungsmethoden zu gewinnen. Das dritte Ziel war es, durch die Untersuchung unserer ausgewählten Methode nach dem numerischen Lösen, d.h. durch der Untersuchung von tatsächlichen numerischen Lösungen, weiteres Verständnis für das Verhalten der lokalen Verfeinerungsmethoden zu gewinnen sowie Beispiele, in denen die ausgewählte Methode bei Vernachlässigung des Aspekts Recheneffizienz vorteilhaft ist, zu präsentieren.
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