Modelos de fuerza de frontera y máxima entropía para aplicaciones de lattice Boltzmann en fluidos

En este trabajo se presentan técnicas desarrolladas para resolver problemas de fuidos interactuando con contornos y estructura basadas en autómatas de lattice Boltzmann (LBM). Primeramente se presenta un método que permite fijar condiciones de salida de perfil desarrollado, basado en el principi...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Dottori, Javier
Formato: Artículo revista
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas 2016
Materias:
Computación
Fluidos
Lattice Boltzmann
Entropía
Autómatas
LBM
Acceso en línea:http://www.ridaa.unicen.edu.ar/xmlui/handle/123456789/578
Aporte de:
Repositorio Institucional de Acceso Abierto (RIDAA) de Universidad Nacional del Centro
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description En este trabajo se presentan técnicas desarrolladas para resolver problemas de fuidos interactuando con contornos y estructura basadas en autómatas de lattice Boltzmann (LBM). Primeramente se presenta un método que permite fijar condiciones de salida de perfil desarrollado, basado en el principio de máxima entropía. Se realizaron evaluaciones en simulaciones de flujo desarrollándose en un canal rectangular con y sin fuerzas volumétricas. Los resultados se compararon con otras condiciones de contorno alternativas. El método de máxima entropía presentado mostró la mejor combinación de precisión y estabilidad. En base a estos resultados se definió un indicador del grado de desarrollo del flujo basado en el mapa de la desviación de la entropía real respecto la máxima entropía con las restricciones apropiadas. En la segunda parte de la tesis, se desarrolló un algoritmo eficiente para implementar fronteras inmersas (IB) en LBM, de fácil paralelización en placas gráficas (GPU). Los resultados de simulaciones se validaron contra soluciones analíticas conocidas, evaluando también la aceleración obtenida mediante su implementación en GPU. Por último, se desarrolló un modelo para simular obstrucciones permeables parciales. La región obstruida se modeló mediante fuerzas, siguiendo un procedimiento similar a la IB. La diferencia con IB radica en que utiliza puntos de referencia independientes, y que la fuerza ejercida sigue la ley de Darcy. El método arrojó buenos resultados para simular flujos en medios permeables, especialmente en condiciones inestables.
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