Simulation of Vortex Interactions With a Solid Wall Using Adaptive Mesh Refinement
Notice bibliographique
Résumé
One feature that is common to many fluid flows is that phenomena of interest often occur at disparate length scales, whether it be vortices interacting with a boundary layer, or shear instabilities on an internal gravity wave. It has been demonstrated in many studies that when performing computer simulations of fluid flows, one must ensure that sufficient resolution is used to capture the smallest scale features of the flow. If the smallest scale features of the flow occur in a small subset of the problem domain, however, much of the computational resources used for a simulation will be wasted where they are not needed. In order to address these kinds of problems, a class of algorithms known as adaptive mesh refinement (AMR) seek to use grid resolution only where it is needed. Upon a coarse base grid, areas of a fluid flow where small scale features occur are identified, and a hierarchy of successively finer grids is build until sufficient resolution is obtained. We give a thorough review of the adaptive mesh refinement algorithm for the incompressible Navier-Stokes equations presented in Martin, Colella, and Graves (2008) and connect their techniques to the literature for finite volume methods. The performance and scalability of their algorithm on a commodity computer cluster is studied in order to systematically choose optimal grid parameters. This algorithm is then used to perform a number of simulations of vortices interacting with a viscous boundary layer. Following Clercx and Bruneau (2006), the interaction of a vortex dipole with a solid wall is modelled: a problem which has been suggested as a difficult physical benchmark for incompressible Navier-Stokes solvers due to the resolution needed to obtain the correct behaviour for the flow. The interaction of a vortex ring with a solid wall is also simulated for a variety of Reynolds numbers. The results of these simulations are shown agree well with those seen in laboratory experiments. A loop-structured secondary vortex ring is formed which undergoes a topologically complex interaction with the initial vortex ring, ultimately leading to the breakdown and dissipation of both vortex rings. Emphasis is placed on the performance of AMR when compared to a traditional single grid model, and subsequently, the ability of AMR methods to model fluid flows using direct numerical simulation at higher Reynolds numbers than were previously possible.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».