kth.sePublikationer KTH
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Adaptive Algorithms and High Order Stabilization for Finite Element Computation of Turbulent Compressible Flow
KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Numerisk analys, NA.ORCID-id: 0000-0003-4962-9048
2011 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

This work develops finite element methods with high order stabilization, and robust and efficient adaptive algorithms for Large Eddy Simulation of turbulent compressible flows.

The equations are approximated by continuous piecewise linear functions in space, and the time discretization is done in implicit/explicit fashion: the second order Crank-Nicholson method and third/fourth order explicit Runge-Kutta methods. The full residual of the system and the entropy residual, are used in the construction of the stabilization terms. These methods are consistent for the exact solution, conserves all the quantities, such as mass, momentum and energy, is accurate and very simple to implement. We prove convergence of the method for scalar conservation laws in the case of an implicit scheme. The convergence analysis is based on showing that the approximation is uniformly bounded, weakly consistent with all entropy inequalities, and strongly consistent with the initial data. The convergence of the explicit schemes is tested in numerical examples in 1D, 2D and 3D.

To resolve the small scales of the flow, such as turbulence fluctuations, shocks, discontinuities and acoustic waves, the simulation needs very fine meshes. In this thesis, a robust adjoint based adaptive algorithm is developed for the time-dependent compressible Euler/Navier-Stokes equations. The adaptation is driven by the minimization of the error in quantities of interest such as stresses, drag and lift forces, or the mean value of some quantity.

The implementation and analysis are validated in computational tests, both with respect to the stabilization and the duality based adaptation.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology , 2011. , s. xii, 54
Serie
Trita-CSC-A, ISSN 1653-5723 ; 2011:13
Nyckelord [en]
Compressible flow, adaptivity, finite element method, a posteriori error estimates, Implicit LES
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik Beräkningsmatematik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-34532ISBN: 978-91-7501-053-3 (tryckt)OAI: oai:DiVA.org:kth-34532DiVA, id: diva2:421860
Disputation
2011-09-01, F3, Entre plan,, Lindstedtsvägen 26, KTH, Stockholm, 17:58 (Engelska)
Opponent
Handledare
Forskningsfinansiär
Vetenskapsrådet
Anmärkning
QC 20110627Tillgänglig från: 2011-06-27 Skapad: 2011-06-09 Senast uppdaterad: 2022-12-07Bibliografiskt granskad
Delarbeten
1. Implementation of the entropy viscosity method
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Implementation of the entropy viscosity method
2011 (Engelska)Rapport (Övrigt vetenskapligt)
Serie
KTH-CTL ; 4015
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-36914 (URN)
Anmärkning
QC 20110720Tillgänglig från: 2011-07-20 Skapad: 2011-07-20 Senast uppdaterad: 2024-03-15Bibliografiskt granskad
2. Convergence of a residual based artificial viscosity finite element method
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Convergence of a residual based artificial viscosity finite element method
2011 (Engelska)Rapport (Övrigt vetenskapligt)
Serie
KTH-CTL ; 4016
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-36915 (URN)
Anmärkning
QC 20110720Tillgänglig från: 2011-07-20 Skapad: 2011-07-20 Senast uppdaterad: 2024-03-15Bibliografiskt granskad
3. An adaptive finite element method for the compressible Euler equations
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>An adaptive finite element method for the compressible Euler equations
2010 (Engelska)Ingår i: INT J NUMER METHOD FLUID, 2010, Vol. 64, nr 10-12, s. 1102-1128Konferensbidrag, Publicerat paper (Refereegranskat)
Abstract [en]

We present an adaptive finite element method for the compressible Euler equations, based on a posteriori error estimation of a quantity of interest in terms of a dual problem for the linearized equations. Continuous piecewise linear approximation is used in space and time, with componentwise weighted least-squares stabilization of convection terms and residual-based shock-capturing. The adaptive algorithm is demonstrated numerically for the quantity of interest being the drag force on a body.

Nyckelord
adaptive finite element method, a posteriori error estimation, dual problem, compressible euler equations, circular cylinder, wedge, sphere
Nationell ämneskategori
Data- och informationsvetenskap
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-25412 (URN)
Konferens
15th International Conference on Finite Elements in Flow Problems Tokyo, JAPAN, APR 01-03, 2009
Anmärkning
QC 20101020Tillgänglig från: 2010-10-20 Skapad: 2010-10-20 Senast uppdaterad: 2024-03-15Bibliografiskt granskad
4. A posteriori error estimation for the compressible Euler equations using entropy viscosity
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>A posteriori error estimation for the compressible Euler equations using entropy viscosity
2011 (Engelska)Rapport (Övrigt vetenskapligt)
Serie
KTH-CTL ; 4017
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-36917 (URN)
Anmärkning
QC 20110720Tillgänglig från: 2011-07-20 Skapad: 2011-07-20 Senast uppdaterad: 2024-03-15Bibliografiskt granskad
5. On the stability of the dual problem for high Reynolds number flow past a circular cylinder in two dimensions
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>On the stability of the dual problem for high Reynolds number flow past a circular cylinder in two dimensions
2011 (Engelska)Rapport (Övrigt vetenskapligt)
Serie
KTH-CTL ; 4018
Nationell ämneskategori
Matematik
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-36918 (URN)
Anmärkning
QC 20110720Tillgänglig från: 2011-07-20 Skapad: 2011-07-20 Senast uppdaterad: 2024-03-15Bibliografiskt granskad
6. Residual based artificial viscosity for simulation of turbulent compressible flow using adaptive finite element methods
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Residual based artificial viscosity for simulation of turbulent compressible flow using adaptive finite element methods
2011 (Engelska)Rapport (Övrigt vetenskapligt)
Serie
KTH-CTL ; 4019
Nationell ämneskategori
Matematik
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-36919 (URN)
Anmärkning
QC 20110720Tillgänglig från: 2011-07-20 Skapad: 2011-07-20 Senast uppdaterad: 2024-03-15Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Doctoral_thesis_Nazarov_M_2011(3569 kB)4076 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 3569 kBChecksumma SHA-512
f36981b766b51ce5602ba2e99d852bf196b5bebd7f610cc6ee6531492ca0a8cb01a48595aabae826fa8fc36b4f7f47958b7d5938659a1c5ca401ad1ca786f876
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Nazarov, Murtazo
Av organisationen
Numerisk analys, NA
BeräkningsmatematikBeräkningsmatematik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 4076 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

isbn
urn-nbn

Altmetricpoäng

isbn
urn-nbn
Totalt: 2558 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf