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Item type:Publication, Access status: without files , Simulation of the fluid-structure interaction of a floating wind turbineIn this paper, we present a method for the analysis of the motion behaviour and also the structural response–stresses and deformations–of a floating wind turbine. A partitioned approach is chosen to solve the fluid-structure interaction problem. Therefore, our C++ library comana, developed to couple various solvers, is enhanced to couple the fluid solver pan MARE and the structural solver ANSYS. Initially, a simple elastic finite element model is used in the coupled analysis. This finite element model is described, and some results of the coupled simulation are presented. In order to use a more detailed finite element model without drastically increasing the computation time, superelements can be employed. This procedure is described and applied to an example, a floating buoy in waves, to demonstrate its applicability in fluid-structure interaction simulations.Publicationtype: Journal Article218 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Item type:Publication, Access status: without files , Simulation of fluid-structure interactions in arterial bypasses(Springer, 2017-09-18); ; ; Hintergrund Partitionierte Lösungsansätze für Probleme der Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) stellen eine flexible Alternative zu monolithischen Ansätzen dar. Die Möglichkeit einer Kombination des klassischen dreidimensionalen (3D-)FSI-Problems mit reduzierten Modellen macht sie v. a. für die Simulation der Hämodynamik im arteriellen System attraktiv. Ziel der Arbeit Es wird entsprechend ein partitionierter Lösungsansatz vorgestellt, der eine solche Kombination und somit eine Untersuchung der Hämodynamik, z. B. im Anastomosenbereich arterieller Bypässe, ermöglicht. Material und Methoden Eine 3D-Simulation der FSI ist aufgrund begrenzter Rechenleistung nur für einen kleinen Ausschnitt des Herz-Kreislauf-Systems möglich. Umliegende Systemabschnitte müssen durch geeignete reduzierte Modelle beschrieben werden. Entsprechende Modelle werden im Rahmen des partitionierten Ansatzes mit dem 3D-FSI-Problem kombiniert. Dieses wird mithilfe der Finite-Elemente-Methode (Struktur bzw. Gefäßwand) und der Finite-Volumen-Methode (Fluid bzw. Blut) diskretisiert. Schlussfolgerung Durch die Verwendung der „quasi-newton least squares method“ können die Stabilitätsprobleme des partitionierten Ansatzes erfolgreich umgangen werden und das gekoppelte Problem effizient gelöst werden. Eine Simulation der Hämodynamik in einer End-zu-Seit-Anastomose zeigt die Möglichkeiten der Simulationsmethode auf.Publicationtype: Review Article81 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Item type:Publication, Access status: without files , The influence of geometric imperfections in cardiovascular FSI simulationsWe present a study of the fluid–structure interaction in an idealized end-to-end anastomosis of a vascular bypass-graft and an artery. Special attention is paid to the impact of geometric imperfections in the artery and the flow path of the upstream vessel segment on the hemodynamics. A partitioned solution approach is applied and developed further to solve the coupled problem in an implicit manner. To stabilize and accelerate the convergence of the staggered coupling iterations, an interface quasi-Newton least squares method is applied. While the finite volume method is used for the fluid mechanics subproblem, high-order finite elements serve to discretize the structural subproblem. A convergence study shows the efficiency of the high-order elements in the context of nearly incompressible, anisotropic materials used to model circular and irregular-shaped segments of an artery. The fluid–structure interaction simulations reveal a dominant influence of the upstream vessel’s curvature, which, however, decays rapidly in straight sections where the influence of geometric imperfections is dominant. Based on the proposed simulation approach, hemodynamic parameters such as the oscillating shear index can be directly linked to the shape and the intensity of the imperfections.Publicationtype: Journal Article110