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Anwendung der „Moving-Least-Squares”-Methode auf die räumliche Interpolation innerhalb eines OpenFOAM®-EIF-basierten Strömungsakustik-Lösers

* Presenting author
Day / Time: 20.03.2018, 17:20-17:40
Room: MW 0350
Typ: Vortrag (strukturierte Sitzung)
Abstract: Hybride Methoden bieten die Möglichkeit, die Strömung und die daraus resultierende Akustik separat zu simulieren. Die Ergebnisse einer inkompressiblen Strömungssimulation bilden dabei die Quellen für die sich anschließende Akustiksimulation. Die Berechnung der Akustik erfolgt in diesem Beitrag mit dem sogenannten „Expansion about Incompressible Flow” (EIF) - Ansatz nach Hardin und Pope beziehungsweise Shen und Sørensen.Für die Ausbreitung der Schallwellen sind möglichst akkurate numerische Verfahren erforderlich. Eine vielversprechende Methode stellt die „Moving-Least-Squares” (MLS) - Approximation nach Lancaster und Salkauskas dar. Eine Besonderheit des Verfahrens besteht darin, dass auch bei unstrukturierten Netzen die Genauigkeit beibehalten werden kann. Bei der Untersuchung der MLS-Methode zur räumlichen Interpolation wird die Finite-Volumen Simulationssoftware OpenFOAM® eingesetzt, welche die Anwendung von unstrukturierten Netzen erlaubt.Die Genauigkeit der MLS-Methode wird zunächst anhand eines einfachen Wellenausbreitungsbeispiels mit den in OpenFOAM® vorhandenen Standardmethoden verglichen. Dabei werden die Ergebnisse sowohl für regelmäßige, äquidistante und orthogonale Netze als auch für unregelmäßige, nichtäquidistante und nichtorthogonale Netze, bei denen die Standardmethoden an Genauigkeit verlieren, untersucht. Um das Verhalten der MLS-Methode auch im Quellenbereich zu erforschen, wird im nächsten Schritt eine zweidimensionale Zylinderumströmung, für deren Schallfeld semi-analytische Lösungen vorliegen, herangezogen. Hierbei wird, neben der Genauigkeit, insbesondere auf die Stabilität der Methode eingegangen.