Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Abreu, Fernando Molon
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/6921
Resumo: This work aims to study the Navier-Stokes equations solved by the finite element method using the FEniCS public domain library. A comparative study of projection and stabilized methods is presented. The projection methods implemented were: non-incremental pressure correction scheme (Chorin), incremental pressure correction scheme (IPCS) and consistent splitting scheme (CSS). The adaptive choice of time step scheme, PID, is considered in the projection and stabilized methods. In addition, fluid-structure interaction problems are investigated through the coupled momentum method for FSI (CMM-FSI). The CMM-FSI method considers the conventional formulation of finite elements for the Navier-Stokes equations in a rigid domain, adding modifications in such a way that the membrane deformation is considered. For the variable formulation of the Navier-Stokes equations a stabilized Stremline-Upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) formulation is considered for the velocity and stabilized Pressure-Stabilizing/Petrov-Galerkin (PSPG) formulation for the pressure enriched with Least-Squares on Incompressibility Constraint (LSIC) stabilization. The FEniCS library demonstrated efficiency in the treatment of the Navier-Stokes equations in general and in solution of fluid-structure interaction problems by the CMM-FSI method.
id UFES_39b0b8166f52c677daab3bc0291a96aa
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/6921
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Catabriga, LuciaAbreu, Fernando MolonSantos, Isaac Pinheiro dosLoeffler Neto, Carlos Friedrich2018-03-22T15:51:25Z2018-02-212018-03-22T15:51:25Z2017-12-19This work aims to study the Navier-Stokes equations solved by the finite element method using the FEniCS public domain library. A comparative study of projection and stabilized methods is presented. The projection methods implemented were: non-incremental pressure correction scheme (Chorin), incremental pressure correction scheme (IPCS) and consistent splitting scheme (CSS). The adaptive choice of time step scheme, PID, is considered in the projection and stabilized methods. In addition, fluid-structure interaction problems are investigated through the coupled momentum method for FSI (CMM-FSI). The CMM-FSI method considers the conventional formulation of finite elements for the Navier-Stokes equations in a rigid domain, adding modifications in such a way that the membrane deformation is considered. For the variable formulation of the Navier-Stokes equations a stabilized Stremline-Upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) formulation is considered for the velocity and stabilized Pressure-Stabilizing/Petrov-Galerkin (PSPG) formulation for the pressure enriched with Least-Squares on Incompressibility Constraint (LSIC) stabilization. The FEniCS library demonstrated efficiency in the treatment of the Navier-Stokes equations in general and in solution of fluid-structure interaction problems by the CMM-FSI method.Este trabalho tem por objetivo estudar as equações de Navier-Stokes solucionadas pelo método dos elementos finitos utilizando a biblioteca de domínio público FEniCS. Um estudo comparativo de métodos de projeção e estabilizados é apresentado. Os métodos de projeções implementados foram: esquema de correção não incremental da pressão (Chorin) (Non-Incremental Pressure Correction Scheme - Chorin), esquema de correção incremental da pressão (IPCS) (Incremental Pressure Correction Scheme - IPCS) e esquema de divisão consistente (CSS) (Consistent Splitting Scheme - CSS). O esquema adaptativo de escolha do passo de tempo, PID, é considerado nos métodos de projeção e estabilizados. Também, são investigados problemas de interação fluido-estrutura através do método de impulso acoplado (CMM-FSI - Coupled Momentum Method for FSI). O método CMM-FSI considera a formulação convencional de elementos finitos para as equações de Navier-Stokes em um domínio rígido, acrescentando modificações de tal maneira que a deformação da membrana seja considerada. Para a formulação variacional das equações de Navier-Stokes é considerada a formulação estabilizada Stremline-Upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) para a velocidade, a formulação estabilizada Pressure-Stabilizing/Petrov-Galerkin (PSPG) para a pressão, e o termo de captura de descontinuidade Least-Squares on Incompressibility Constraint (LSIC). A biblioteca FEniCS demonstrou eficiência para tratamento das equações de Navier-Stokes em geral e na solução de problemas de interação fluido-estrutura pelo método CMM-FSI. Palavras chave: Método dos Elementos Finitos. Formulações Estabilizadas. Métodos de Projeção. Interação Fluido-Estrutura. FEniCS.TextABREU, Fernando Molon. Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS. 2017. Dissertação (Mestrado em Engenharia mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2017.http://repositorio.ufes.br/handle/10/6921porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFESBRCentro TecnológicoFinite Element MethodStabilized FormulationsProjection MethodsFluidStructure InteractionFEniCSMétodo dos Elementos FinitosFormulações EstabilizadasMétodos de ProjeçãoInteração Fluido-EstruturaEngenharia Mecânica621Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCSinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALFernando-Molon-de-Abreu-2017-trabalho.pdfapplication/pdf7033417http://repositorio.ufes.br/bitstreams/89a29ae8-0b9e-4c1b-8851-51c69c0c2fbf/download37a672c01fe9c281301a15eb67fc1593MD5110/69212024-07-17 16:58:06.933oai:repositorio.ufes.br:10/6921http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-10-15T17:53:49.231824Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS
title Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS
spellingShingle Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS
Abreu, Fernando Molon
Finite Element Method
Stabilized Formulations
Projection Methods
FluidStructure Interaction
FEniCS
Método dos Elementos Finitos
Formulações Estabilizadas
Métodos de Projeção
Interação Fluido-Estrutura
Engenharia Mecânica
621
title_short Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS
title_full Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS
title_fullStr Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS
title_full_unstemmed Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS
title_sort Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS
author Abreu, Fernando Molon
author_facet Abreu, Fernando Molon
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Catabriga, Lucia
dc.contributor.author.fl_str_mv Abreu, Fernando Molon
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Santos, Isaac Pinheiro dos
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Loeffler Neto, Carlos Friedrich
contributor_str_mv Catabriga, Lucia
Santos, Isaac Pinheiro dos
Loeffler Neto, Carlos Friedrich
dc.subject.eng.fl_str_mv Finite Element Method
Stabilized Formulations
Projection Methods
FluidStructure Interaction
topic Finite Element Method
Stabilized Formulations
Projection Methods
FluidStructure Interaction
FEniCS
Método dos Elementos Finitos
Formulações Estabilizadas
Métodos de Projeção
Interação Fluido-Estrutura
Engenharia Mecânica
621
dc.subject.por.fl_str_mv FEniCS
Método dos Elementos Finitos
Formulações Estabilizadas
Métodos de Projeção
Interação Fluido-Estrutura
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Engenharia Mecânica
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 621
description This work aims to study the Navier-Stokes equations solved by the finite element method using the FEniCS public domain library. A comparative study of projection and stabilized methods is presented. The projection methods implemented were: non-incremental pressure correction scheme (Chorin), incremental pressure correction scheme (IPCS) and consistent splitting scheme (CSS). The adaptive choice of time step scheme, PID, is considered in the projection and stabilized methods. In addition, fluid-structure interaction problems are investigated through the coupled momentum method for FSI (CMM-FSI). The CMM-FSI method considers the conventional formulation of finite elements for the Navier-Stokes equations in a rigid domain, adding modifications in such a way that the membrane deformation is considered. For the variable formulation of the Navier-Stokes equations a stabilized Stremline-Upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) formulation is considered for the velocity and stabilized Pressure-Stabilizing/Petrov-Galerkin (PSPG) formulation for the pressure enriched with Least-Squares on Incompressibility Constraint (LSIC) stabilization. The FEniCS library demonstrated efficiency in the treatment of the Navier-Stokes equations in general and in solution of fluid-structure interaction problems by the CMM-FSI method.
publishDate 2017
dc.date.issued.fl_str_mv 2017-12-19
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-03-22T15:51:25Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-02-21
2018-03-22T15:51:25Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv ABREU, Fernando Molon. Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS. 2017. Dissertação (Mestrado em Engenharia mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2017.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/6921
identifier_str_mv ABREU, Fernando Molon. Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS. 2017. Dissertação (Mestrado em Engenharia mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2017.
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/6921
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFES
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro Tecnológico
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Mecânica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/bitstreams/89a29ae8-0b9e-4c1b-8851-51c69c0c2fbf/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 37a672c01fe9c281301a15eb67fc1593
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813022516802748416

Registros relacionados