B06

Verfahren höherer Ordnung für die direkte numerische Simulation von Be- und Entnetzungsproblemen auf Basis der Discontinuous Galerkin Methode

Überblick

In Teilprojekt B06 wird die hochgenaue Diskontinuierliche Galerkin (DG) Methode für die Beschreibung von Mehrphasenströmungen um die Vorgänge nahe dynamischer Kontaktlinien erweitert. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der numerischen Umsetzung der Slip-Randbedingung nahe der Kontaktlinie durch Erweiterung der DG-Level-Set Methode. Diese Entwicklung erfolgt zunächst im DG-Framework BoSSS (Bounded Support Spectral Solver) und wird sukzessive in OpenFOAM implementiert.

Die DG-Methode bringt aufgrund ihrer inhärenten Approximations-Eigenschaften ein großes Potential im Bereich der Simulation von Kontaktlinien. In der konventionellen DG-Methode werden Variablen wie Geschwindigkeit, Druck, usw. lokal in jeder Zelle mittels einer Superposition von polynomialen Ansatzfunktionen approximiert. Da Diskontinuitäten an den Zellgrenzen explizit erlaubt sind, ist es jedoch nicht zwangsweise notwendig, ausschließlich Polynome zu verwenden – prinzipiell können auch andere Funktionen zur Approximation herangezogen werden. Dies ist vor allem bei der Integration von sub-Skalen-Modellen, wie eben Modellen zur Beschreibung von Kontaktlinien-Phänomenen, von Vorteil.

Des Weiteren hat sich die DG-Methode auch im Kontext von Level-Set-Methoden als sehr geeignet erwiesen. Zum Ersten ist sie sehr geeignet, konvektive Phänomene, welche bei Level-Set-Methoden maßgeblich sind, abzubilden. Zum Zweiten kann die Position der Grenzfläche (also des Null-Level-sets) durch den polynomialen Verlauf genau bestimmt werden, ohne dass weitere Annahmen hinsichtlich der Interpolation getroffen werden müssen.

Damit wird eine Auswahl gekoppelter Transport- und Benetzungsszenarien für die Leitkonfigurationen numerisch untersucht, längerfristig auch inklusive des Transportes von Surfactant und Wärmetransport nahe der Kontaktlinie.

Team

  Name Kontakt
Prof. Dr.-Ing Martin Oberlack
+49 6151 16-26200
L1|01 332
Dr.-Ing. Florian Kummer
+49 6151 16-26194
L1|01 324
Martin Smuda M.Sc.
+49 6151 16-26196
L1|01 325

Aus dem Teilprojekt entstandene Publikationen

Springe zu: 2018 | 2017
Anzahl der Einträge auf dieser Ebene: 10.

2018

Kummer, Florian ; Smuda, Martin (2018):
On the combination of extended Galerkin methods with mesh adaption.
In: 13th World Congress on Compuational Mechanics (WCCM XIII)/2nd Pan American Congress on Computational Mechanics (PANACM II), New York, July, 22-27, 2018, [Konferenzveröffentlichung]

Smuda, Martin ; Kummer, Florian ; Oberlack, Martin (2018):
An extended Discontinuous Galerkinmethod for two-phase flows and moving contact lines.
In: ECCM - ECFD 2018 6th European Conference on Computational Mechanics (Solids, Structures and Coupled Problems) 7th European Conference on Computational Fluid Dynamics, Glasgow, June 11-15, 2018, [Konferenzveröffentlichung]

2017

Kummer, Florian (2017):
Discontinuous Galerkin Methods for fluid dynamical problems with dynamic boundaries: multiphase flows.
In: FEF 2017 19th International Conference on Finite Elements in Flow Problems, Rome, 5.-7. April 2017, [Online-Edition: http://congress.cimne.com/FEF2017/admin/files/fileabstract/a...],
[Konferenzveröffentlichung]

Kummer, Florian (2017):
High-fidelity droplet and bubble simulations using local enrichment.
In: 70th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics, Denver, Colorado, November 19-21, 2017, [Online-Edition: http://adsabs.harvard.edu/abs/2017APS..DFD.Q7006K],
[Konferenzveröffentlichung]

Utz, Thomas ; Kummer, Florian (2017):
High order DG level-set methods for coupled problems.
In: X-DMS 2017 eXtended Discretization MethodS for partial differential equations on complex and evolving domanins, Umeå, Sweden, June 19 - 21, 2017, [Konferenzveröffentlichung]

Geisenhofer, Markus ; Müller, Björn ; Krämer-Eis, Stephan ; Kummer, Florian (2017):
Fictitious domain Discontinuous Galerkin methods for problems with moving boundaries.
In: eXtended Discretization Methods (X-DMS 2017), Umeå, Sweden, June 19 - 21, 2017, [Konferenzveröffentlichung]

Kummer, Florian (2017):
The application of classical temporal integration schemes on problems with moving domains.
In: X-DMS 2017 eXtended Discretization MethodS for partial differential equations on complex and evolving domanins, Umeå, Sweden, June 19 - 21, 2017, [Konferenzveröffentlichung]

Krause, Dennis ; Kummer, Florian (2017):
An incompressible immersed boundary solver for moving body flows using a cut cell discontinuous Galerkin method.
In: Computers & Fluids, S. 118-129, 153, ISSN 00457930,
DOI: 10.1016/j.compfluid.2017.05.008,
[Online-Edition: http://doi.org/10.1016/j.compfluid.2017.05.008],
[Artikel]

Kummer, Florian ; Müller, Björn ; Utz, Thomas (2017):
Time integration for extended discontinuous Galerkin methods with moving domains.
In: International Journal for Numerical Methods in Engineering, ISSN 00295981,
DOI: 10.1002/nme.5634,
[Online-Edition: https://doi.org/10.1002/nme.5634],
[Artikel]

Utz, Thomas ; Kummer, Florian (2017):
A high-order discontinuous Galerkin method for extension problems.
In: International Journal for Numerical Methods in Fluids, ISSN 02712091,
DOI: 10.1002/fld.4464,
[Online-Edition: https://doi.org/10.1002/fld.4464],
[Artikel]

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