A non-oscillatory face-centred finite volume method for compressible flows

© 2022 Elsevier. This manuscript version is made available under the CC-BY-NC-ND 4.0 license http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Detalles Bibliográficos
Autores: Vila Pérez, Jordi|||0000-0003-3164-0863, Giacomini, Matteo|||0000-0001-6094-5944, Sevilla, Rubén, Antonio, Huerta
Tipo de recurso: artículo
Fecha de publicación:2022
País:España
Institución:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositorio:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/367130
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2117/367130
https://dx.doi.org/10.1016/j.compfluid.2021.105272
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Difference equations--Numerical solutions
Computer science--Mathematics
Finite volume method
Face-centred
Hybridisable discontinuous Galerkin
Compressible flows
Riemann solvers
Incompressible limit
Equacions diferencials--solucions numèriques
Informàtica--Matemàtica
Classificació AMS::65 Numerical analysis::65L Ordinary differential equations
Classificació AMS::68 Computer science::68R Discrete mathematics in relation to computer science
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèrica
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Matemàtica aplicada a les ciències
id ES_6c203b1497d8a5cec0e295cab2bcb3d7
oai_identifier_str oai:upcommons.upc.edu:2117/367130
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
spelling A non-oscillatory face-centred finite volume method for compressible flowsVila Pérez, Jordi|||0000-0003-3164-0863Giacomini, Matteo|||0000-0001-6094-5944Sevilla, RubénAntonio, HuertaDifference equations--Numerical solutionsComputer science--MathematicsFinite volume methodFace-centredHybridisable discontinuous GalerkinCompressible flowsRiemann solversIncompressible limitEquacions diferencials--solucions numèriquesInformàtica--MatemàticaClassificació AMS::65 Numerical analysis::65L Ordinary differential equationsClassificació AMS::68 Computer science::68R Discrete mathematics in relation to computer scienceÀrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèricaÀrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Matemàtica aplicada a les ciències© 2022 Elsevier. This manuscript version is made available under the CC-BY-NC-ND 4.0 license http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/This work presents the face-centred finite volume (FCFV) paradigm for the simulation of compressible flows. The FCFV method defines the unknowns at the face barycentre and uses a hybridisation procedure to eliminate all the degrees of freedom inside the cells. In addition, Riemann solvers are defined implicitly within the expressions of the numerical fluxes. The resulting methodology provides first-order accurate approximations of the conservative quantities, i.e. density, momentum and energy, as well as of the viscous stress tensor and of the heat flux, without the need of any gradient reconstruction procedure. Hence, the FCFV solver preserves the accuracy of the approximation in presence of distorted and highly stretched cells, providing a solver insensitive to mesh quality. In addition, FCFV is capable of constructing non-oscillatory approximations of sharp discontinuities without resorting to shock capturing or limiting techniques. For flows at low Mach number, the method is robust and is capable of computing accurate solutions in the incompressible limit without the need of introducing specific pressure correction strategies. A set of 2D and 3D benchmarks of external flows is presented to validate the methodology in different flow regimes, from inviscid to viscous laminar flows, from transonic to subsonic incompressible flows, demonstrating its potential to handle compressible flows in realistic scenarios.This work was supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness, through the María de Maeztu programme for units of excellence in R&D that financed the PhD fellowship of J.V.P. (MDM2014-0445), the Spanish Ministry of Science and Innovation and the Spanish State Research Agency MCIN/AEI/10.13039/501100011033 (PID2020-113463RB-C33 to M.G., PID2020-113463RB-C32 to A.H., CEX2018-000797-S to A.H. and M.G.), the Generalitat de Catalunya, Spain (2017-SGR-1278 to A.H. and M.G.) and the Engineering and Physical Sciences Research Council, United Kingdom (EP/P033997/1 to R.S.). M.G. also acknowledges the support of the Serra Húnter Programme of the Generalitat de Catalunya.Peer ReviewedElsevier20222022-03-1520222022-05-10journal articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501AMhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aainfo:eu-repo/semantics/articleapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/367130https://dx.doi.org/10.1016/j.compfluid.2021.105272reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)InglésengAgencia Estatal de Investigación http://doi.org/10.13039/501100011033 Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020 PID2020-113463RB-C32 INGENIERIA COMPUTACIONAL BASADA EN SIMULACION DE APRENDIZAJE AUTOMATICOopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:upcommons.upc.edu:2117/3671302026-05-27T15:37:01Z
dc.title.none.fl_str_mv A non-oscillatory face-centred finite volume method for compressible flows
title A non-oscillatory face-centred finite volume method for compressible flows
spellingShingle A non-oscillatory face-centred finite volume method for compressible flows
Vila Pérez, Jordi|||0000-0003-3164-0863
Difference equations--Numerical solutions
Computer science--Mathematics
Finite volume method
Face-centred
Hybridisable discontinuous Galerkin
Compressible flows
Riemann solvers
Incompressible limit
Equacions diferencials--solucions numèriques
Informàtica--Matemàtica
Classificació AMS::65 Numerical analysis::65L Ordinary differential equations
Classificació AMS::68 Computer science::68R Discrete mathematics in relation to computer science
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèrica
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Matemàtica aplicada a les ciències
title_short A non-oscillatory face-centred finite volume method for compressible flows
title_full A non-oscillatory face-centred finite volume method for compressible flows
title_fullStr A non-oscillatory face-centred finite volume method for compressible flows
title_full_unstemmed A non-oscillatory face-centred finite volume method for compressible flows
title_sort A non-oscillatory face-centred finite volume method for compressible flows
dc.creator.none.fl_str_mv Vila Pérez, Jordi|||0000-0003-3164-0863
Giacomini, Matteo|||0000-0001-6094-5944
Sevilla, Rubén
Antonio, Huerta
author Vila Pérez, Jordi|||0000-0003-3164-0863
author_facet Vila Pérez, Jordi|||0000-0003-3164-0863
Giacomini, Matteo|||0000-0001-6094-5944
Sevilla, Rubén
Antonio, Huerta
author_role author
author2 Giacomini, Matteo|||0000-0001-6094-5944
Sevilla, Rubén
Antonio, Huerta
author2_role author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv Difference equations--Numerical solutions
Computer science--Mathematics
Finite volume method
Face-centred
Hybridisable discontinuous Galerkin
Compressible flows
Riemann solvers
Incompressible limit
Equacions diferencials--solucions numèriques
Informàtica--Matemàtica
Classificació AMS::65 Numerical analysis::65L Ordinary differential equations
Classificació AMS::68 Computer science::68R Discrete mathematics in relation to computer science
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèrica
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Matemàtica aplicada a les ciències
topic Difference equations--Numerical solutions
Computer science--Mathematics
Finite volume method
Face-centred
Hybridisable discontinuous Galerkin
Compressible flows
Riemann solvers
Incompressible limit
Equacions diferencials--solucions numèriques
Informàtica--Matemàtica
Classificació AMS::65 Numerical analysis::65L Ordinary differential equations
Classificació AMS::68 Computer science::68R Discrete mathematics in relation to computer science
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèrica
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Matemàtica aplicada a les ciències
description © 2022 Elsevier. This manuscript version is made available under the CC-BY-NC-ND 4.0 license http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022
2022-03-15
2022
2022-05-10
dc.type.none.fl_str_mv journal article
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
AM
http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
format article
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2117/367130
https://dx.doi.org/10.1016/j.compfluid.2021.105272
url https://hdl.handle.net/2117/367130
https://dx.doi.org/10.1016/j.compfluid.2021.105272
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
eng
language_invalid_str_mv Inglés
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv Agencia Estatal de Investigación http://doi.org/10.13039/501100011033 Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020 PID2020-113463RB-C32 INGENIERIA COMPUTACIONAL BASADA EN SIMULACION DE APRENDIZAJE AUTOMATICO
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Elsevier
publisher.none.fl_str_mv Elsevier
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
instname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
instname_str Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
reponame_str UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
collection UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869410246169985024
score 15,301629

Similares en LA Referencia