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Fulltext available Open Access
Title: Development of a scalable method for the efficient simulation of flows using dynamic goal-oriented local grid-adaptation
Language: English
Authors: Manzke, Manuel 
Keywords: CFD, unstructured grids, finite volume method;Adjoint Navier-Stokes method;Automatic Grid Adaptation;Goal Oriented Grid Adaptation;free surface;Volume of Fluid Interface Capturing Method
Issue Date: 2019
Part of Series: Schriftenreihe Schiffbau 
Volume number: 710
Abstract (german): Zur effizienten Simulation von maritimen Strömungen wurde ein Verfahren zur lokalen dynamischen Gitter Adaption in ein paralleles Berechnungsverfahren, welches auf dem Druckkorrekturalgorithmus basiert und unstrukturierte Gitter nutzt, integriert. Es wurden verschiedene Verfeinerungs-Indikatoren implementiert, angefangen bei Strömungsmerkmal-basierten bis hin zu ziel-orientierten Fehler Abschätzungen, welche aus der adjungierten Lösung des primalen Strömungsproblems gewonnen werden. Die Effizienz der Simulation von freien Oberflächen Strömungen wurde durch ein explizites Verfahren zu Schärfung der Grenzfläche, welches auf existierende VoF Methoden angewendet wird, sowie ein Zwischen-Schritt Verfahren erhöht. Alle entwickelten Methoden wurden verifiziert und validiert, bevor sie auf komplexe drei-dimensionale Probleme angewendet wurden.
Abstract (english): A dynamic local grid adaptation method has been implemented in an existing framework of a parallel general-purpose pressure-correction based RANS code for unstructured grids, to efficiently simulate flows in marine applications. Various refinement indicators were implemented, ranging from flow feature based criteria to goal oriented error estimators, derived from the adjoint solution of the primal flow problem. The efficiency of free surface flow simulations has been further enhanced by an explicit interface sharpening (EIS) algorithm, which can be used as an add-on algorithm for existing VoF methods, and a dedicated sub-cycling technique. All developed methods were extensively verified and validated before being applied to complex three-dimensional problems.
URI: http://hdl.handle.net/11420/2061
DOI: 10.15480/882.2057
ISBN: 978-3-89220-710-8
Institute: Fluiddynamik und Schiffstheorie M-8 
Type: Dissertation
Advisor: Rung, Thomas 
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