Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS

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dc.contributor.advisor1Catabriga, Lucia
dc.contributor.authorAbreu, Fernando Molon
dc.contributor.referee1Santos, Isaac Pinheiro dos
dc.contributor.referee2Loeffler Neto, Carlos Friedrich
dc.date.accessioned2018-03-22T15:51:25Z
dc.date.available2018-02-21
dc.date.available2018-03-22T15:51:25Z
dc.date.issued2017-12-19
dc.description.abstractThis work aims to study the Navier-Stokes equations solved by the finite element method using the FEniCS public domain library. A comparative study of projection and stabilized methods is presented. The projection methods implemented were: non-incremental pressure correction scheme (Chorin), incremental pressure correction scheme (IPCS) and consistent splitting scheme (CSS). The adaptive choice of time step scheme, PID, is considered in the projection and stabilized methods. In addition, fluid-structure interaction problems are investigated through the coupled momentum method for FSI (CMM-FSI). The CMM-FSI method considers the conventional formulation of finite elements for the Navier-Stokes equations in a rigid domain, adding modifications in such a way that the membrane deformation is considered. For the variable formulation of the Navier-Stokes equations a stabilized Stremline-Upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) formulation is considered for the velocity and stabilized Pressure-Stabilizing/Petrov-Galerkin (PSPG) formulation for the pressure enriched with Least-Squares on Incompressibility Constraint (LSIC) stabilization. The FEniCS library demonstrated efficiency in the treatment of the Navier-Stokes equations in general and in solution of fluid-structure interaction problems by the CMM-FSI method.eng
dc.description.resumoEste trabalho tem por objetivo estudar as equações de Navier-Stokes solucionadas pelo método dos elementos finitos utilizando a biblioteca de domínio público FEniCS. Um estudo comparativo de métodos de projeção e estabilizados é apresentado. Os métodos de projeções implementados foram: esquema de correção não incremental da pressão (Chorin) (Non-Incremental Pressure Correction Scheme - Chorin), esquema de correção incremental da pressão (IPCS) (Incremental Pressure Correction Scheme - IPCS) e esquema de divisão consistente (CSS) (Consistent Splitting Scheme - CSS). O esquema adaptativo de escolha do passo de tempo, PID, é considerado nos métodos de projeção e estabilizados. Também, são investigados problemas de interação fluido-estrutura através do método de impulso acoplado (CMM-FSI - Coupled Momentum Method for FSI). O método CMM-FSI considera a formulação convencional de elementos finitos para as equações de Navier-Stokes em um domínio rígido, acrescentando modificações de tal maneira que a deformação da membrana seja considerada. Para a formulação variacional das equações de Navier-Stokes é considerada a formulação estabilizada Stremline-Upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) para a velocidade, a formulação estabilizada Pressure-Stabilizing/Petrov-Galerkin (PSPG) para a pressão, e o termo de captura de descontinuidade Least-Squares on Incompressibility Constraint (LSIC). A biblioteca FEniCS demonstrou eficiência para tratamento das equações de Navier-Stokes em geral e na solução de problemas de interação fluido-estrutura pelo método CMM-FSI. Palavras chave: Método dos Elementos Finitos. Formulações Estabilizadas. Métodos de Projeção. Interação Fluido-Estrutura. FEniCS.
dc.formatText
dc.identifier.citationABREU, Fernando Molon. Simulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS. 2017. Dissertação (Mestrado em Engenharia mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2017.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/6921
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectFinite Element Methodeng
dc.subjectStabilized Formulationseng
dc.subjectProjection Methodseng
dc.subjectFluidStructure Interactioneng
dc.subjectFEniCSpor
dc.subjectMétodo dos Elementos Finitospor
dc.subjectFormulações Estabilizadaspor
dc.subjectMétodos de Projeçãopor
dc.subjectInteração Fluido-Estruturapor
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.subject.udc621
dc.titleSimulações numéricas de problemas descritos pelas equações de Navier-Stokes incompressíveis Via Biblioteca FeniCS
dc.typemasterThesis
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