Simulación Interactiva de Dinámica de Fluidos con Transferencia de Calor mediante Métodos de Partículas

Este trabajo esta dedicado a mostrar los primeros resultados obtenidos en simulación de problemas acoplados de dinámica de fluidos y de transferencia de calor usando el método de partículas llamado Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). La técnica empleada consiste en la solución simultánea de las ecuaciones de dinámica de fluidos y de transferencia de calor en formulación Lagrangiana usando una discretización tipo SPH desarrollada en el CIMEC. Aquí se presentan las primeras validaciones del modelo y los primeros ejemplos de su aplicación. En el trabajo se podrá apreciar como influyen los fenómenos de advección en la transferencia de calor. Los ejemplos y el código han sido corridos en una plataforma de simulación también desarrollada en el CIMEC. La plataforma permite cambiar interactivamente propiedades físicas del fluido, condiciones de contorno como el movimiento de paredes, o su temperatura, todo ello interactivamente mientras transcurre la simulación. El desarrollo permitirá la solución y simulación interactiva de variados e interesantes problemas de convección natural y transferencia de calor.Fil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química (i); ArgentinaFil: Rojas Fredini, Pablo Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química (i); ArgentinaFil: Fachinotti, Victor Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química (i); Argentin

多相流体シミュレーションを可能とする非圧縮性SPH法の開発

筑波大学修士(情報学)学位論文・平成31年3月25日授与(41287号

Simulación de Fluidos en Tiempo Real Usando SPH

Este trabajo presenta las principales características de una formulación computacional desarrollada por los autores y basada en el método llamado Smoothed Particle Hydrodynamics. La formulación resuelve numéricamente las ecuaciones de Navier-Stokes permitiendo la simulación de dinámica de fluidos, tanto compresibles como casi-incompresibles. El método es simple, explícito, computacionalmente rápido y apto para la computación en paralelo. Estas características, junto con el empleo de técnicas avanzadas de computación y visualización han sido utilizadas para el desarrollo de una plataforma de simulación virtual de dinámica de fluidos con la que se puede cambiar interactivamente propiedades físicas del fluido, condiciones de contorno como el movimiento de paredes o la aparición de fuerzas externas, así como también parámetros del método computacional (nivel de viscosidad artificial, tipo de integrador temporal, etc.). La mencionada interacción con el usuario ocurre en tiempo real y mientras transcurre la simulación. La velocidad de cómputo y la capacidad de interacción permiten resolver problemas de manera dinámica y con mayor rápidez, aprovechando que se puede ver y estudiar en tiempo real la respuesta del fluido a cambios de diseño o de configuración del problema físico a resolver.Fil: Rojas Fredini, Pablo Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (i); ArgentinaFil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (i); Argentin

Testing of smoothed particle hydrodynamics method for minor loss coefficient in three-dimensional water flow in circular vertical pipe contraction

Smoothed Particle Hydrodynamics method has been developed rapidly as an alternative numerical method to solve the fluid physics problem. This meshless method is able to identify the physical entity of each fluid by interpolating the corresponding physical entity associated with the neighboring particles within the influence domain. Three-dimensional fluid flows on circular vertical pipe contraction were studied by using this method. The numerical model will be simulated by varying the number of fluid particles and the number of kernel particles within the influence domain. The conservation of mass, conservation of energy and the minor loss coefficient will be evaluated. The mass conservation and energy conservation will be reached by considering the appropriate number of initial particles and kernel particles. The results of the minor loss coefficient achieved from the numerical simulation are between 1.992 and 2.836

Hybrid smoothed particle hydrodynamics

We present a new algorithm for enforcing incompressibility for Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) by preserving uniform density across the domain. We propose a hybrid method that uses a Poisson solve on a coarse grid to enforce a divergence free velocity field, followed by a local density correction of the particles. This avoids typical grid artifacts and maintains the Lagrangian nature of SPH by directly transferring pressures onto particles. Our method can be easily integrated with existing SPH techniques such as the incompressible PCISPH method as well as weakly compressible SPH by adding an additional force term. We show that this hybrid method accelerates convergence towards uniform density and permits a significantly larger time step compared to earlier approaches while producing similar results. We demonstrate our approach in a variety of scenarios with significant pressure gradients such as splashing liquids

A Survey of Ocean Simulation and Rendering Techniques in Computer Graphics

This paper presents a survey of ocean simulation and rendering methods in computer graphics. To model and animate the ocean's surface, these methods mainly rely on two main approaches: on the one hand, those which approximate ocean dynamics with parametric, spectral or hybrid models and use empirical laws from oceanographic research. We will see that this type of methods essentially allows the simulation of ocean scenes in the deep water domain, without breaking waves. On the other hand, physically-based methods use Navier-Stokes Equations (NSE) to represent breaking waves and more generally ocean surface near the shore. We also describe ocean rendering methods in computer graphics, with a special interest in the simulation of phenomena such as foam and spray, and light's interaction with the ocean surface