Towards the application of the isogeometric boundary element analysis to fluid mechanics: non-linear gravity waves and dynamics of deformable capsules in shear flows
En aquesta tesi es desenvolupa un model numèric eficient i robust per a l’anàlisi de problemes fluid-dinàmics, que posteriorment es valida i s’aplica a dues noves configuracions: (1) les onades generades per una hidroala submergida i (2) la dinàmica d'una càpsula deformable en un flux pulsàtil....
| Autor: | |
|---|---|
| Formato: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2017 |
| País: | España |
| Recursos: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/401587 |
| Acesso em linha: | http://hdl.handle.net/10803/401587 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Anàlisi Isogeométrico Dinàmica de fluids BEM Análisis Isogeométrico Dinámica de fluidos Isogeometric Analysis Fluid dynamics Enginyeria i arquitectura 621 |
| Resumo: | En aquesta tesi es desenvolupa un model numèric eficient i robust per a l’anàlisi de problemes fluid-dinàmics, que posteriorment es valida i s’aplica a dues noves configuracions: (1) les onades generades per una hidroala submergida i (2) la dinàmica d'una càpsula deformable en un flux pulsàtil. El model es basa en el Mètode dels Elements de Contorn (MEC) integrat amb la tecnologia de NURBS i T-spline. Aquesta tècnica es coneguda com Anàlisi Isogeomètric (AIG) i té certs avantatges. El més atractiu és que permet una integració directa entre programes moderns de disseny gràfic (CAD) i eines d’anàlisi numèric, eliminant així laboriosos passos intermedis com la generació de la malla. Aquesta tesi es divideix en dos blocs. El primer bloc tracta sobre la simulació de propagació d’onades no lineals gravitacionals i de la interacció onades-estructures. L’anàlisi d’aquest fenomen és útil per a predir la generació i propagació de tsunamis així com és indispensable per al disseny d’esculleres i estructures flotants. S’assumeix que el fluid és invíscid i irrotacional, resultant una equació de Laplace que es resol mitjançant el MEC. Es resolen diversos exemples en els que es demostra la precisió i estabilitat temporal del model numèric. Addicionalment es simula el front d’onades generat per una hidroala submergida. En el segon bloc s’aplica el AIG a l’estudi del comportament de microcàpsules deformables suspeses en fluxos. La dinàmica de microcàpsules deformables comporta importants implicacions en un ampli rang d’aplicacions biomèdiques i industrials. El AIG-MEC s’utilitza per a resoldre l’equació del fluid mentre que es desenvolupa una formulació basada en el AIG-Mètode dels Elements Finits (MEF) per a l’anàlisi de la mecànica de la membrana. Es resolen diversos exemples en els que es mostra la capacitat del mètode per a la simulació de càpsules sotmeses a grans deformacions. Finalment s’estudia la dinàmica d’una càpsula en un tub amb flux pulsàtil. |
|---|