An improved immersed boundary method with local flow pattern reconstruction and its validation

燃烧室 喷油器 流量(数学) 圆柱 机械工程 网格 边界(拓扑) 浸入边界法 湍流 机械 物理 边值问题 涡轮机 燃烧 几何学 数学分析 工程类 数学 化学 有机化学 量子力学
作者
Wang Yudong,Wang Fang,Zhou Jiawei,Jin Chuan Jie
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (4) 被引量:2
标识
DOI:10.1063/5.0195598
摘要

This study introduces an immersed boundary (IB) method based on coefficient array transformations of discrete equations for local cells and local flow pattern reconstruction, for the simulation of turbulent flow and combustion chemistry inside combustors with complex structure. This IB method is combined with a geometric scanning algorithm that traverses each fluid grid point in the vicinity of the wall, and based on the exact wall positions and normal vectors obtained from the scanning, the coefficient matrices of the individual grid points and their discrete forms of the governing equations are transformed, and the boundary conditions are added implicitly and exactly. The effectiveness of the method is validated through simulations of a cylinder, a gas turbine model combustor [Meier et al., “Spray and flame structure of a generic injector at aeroengine conditions,” in Proceedings of the ASME 2011 Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air (American Society of Mechanical Engineers, 2011), pp. 61–72 and Freitag et al., “Measurement of initial conditions of a kerosene spray from a generic aeroengine injector at elevated pressure,” Atomization Sprays 21, 521 (2011)], and a specific aero-engine combustor, demonstrating precision comparable to traditional body-fitted mesh approaches, especially for complex combustor structures. The simulation demonstrates that the IB method achieves accuracy comparable to a fitted grid when it provides boundary information of similar quality and detail for control equations. The locally reconstructed IB method introduced in this paper successfully delivers high-precision boundary conditions, making it valuable for practical engineering applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
潇洒诗槐完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
bkagyin应助乐观寻雪采纳,获得10
1秒前
1秒前
newplayer发布了新的文献求助10
1秒前
海绵宝宝完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
那时年少发布了新的文献求助10
2秒前
科目三应助wuxunxun2015采纳,获得10
2秒前
2秒前
沉默的早晨完成签到,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Hoodie完成签到,获得积分10
3秒前
asdfzxcv发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
Mario完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
zik完成签到 ,获得积分10
4秒前
fanfan发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
白开水完成签到 ,获得积分10
5秒前
碧蓝之柔发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
嘟嘟等文章完成签到,获得积分10
5秒前
syn完成签到,获得积分20
5秒前
杨俊杰完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
ariaooo完成签到,获得积分10
7秒前
Uber完成签到 ,获得积分10
7秒前
坤仔发布了新的文献求助10
7秒前
李健的小迷弟应助CC采纳,获得10
7秒前
超级梦寒发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6应助yanyan采纳,获得30
8秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
8秒前
华仔应助浮世采纳,获得10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
二氧化碳加氢催化剂——结构设计与反应机制研究 660
碳中和关键技术丛书--二氧化碳加氢 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5660641
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4835016
关于积分的说明 15091506
捐赠科研通 4819242
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2579181
邀请新用户注册赠送积分活动 1533670
关于科研通互助平台的介绍 1492441