Benefits of using a Wendland Kernel for free-surface flows

The aim of this paper Is lo discuss the influence of the selection of the interpolation kernel in the accuracy of the modeling of the internal viscous dissipation in Tree surface Hows, Simulations corresponding to a standing wave* for which an analytic solution available, are presented. Wendland and renormalized Gaussian kernels are considered. The differences in the flow pattern* and Internal dissipation mechanisms are documented for a range of Reynolds numbers. It is shown that the simulations with Wendland kernels replicate the dissipation mechanisms more accurately than those with a renormalized Gaussian kernel. Although some explanations are hinted we have Tailed to clarify which the core structural reasons for Mich differences are

On the non-slip boundary condition enforcement in SPH methods.

The implementation of boundary conditions is one of the points where the SPH methodology still has some work to do. The aim of the present work is to provide an in-depth analysis of the most representative mirroring techniques used in SPH to enforce boundary conditions (BC) along solid profiles. We specifically refer to dummy particles, ghost particles, and Takeda et al. [1] boundary integrals. A Pouseuille flow has been used as a example to gradually evaluate the accuracy of the different implementations. Our goal is to test the behavior of the second-order differential operator with the proposed boundary extensions when the smoothing length h and other dicretization parameters as dx/h tend simultaneously to zero. First, using a smoothed continuous approximation of the unidirectional Pouseuille problem, the evolution of the velocity profile has been studied focusing on the values of the velocity and the viscous shear at the boundaries, where the exact solution should be approximated as h decreases. Second, to evaluate the impact of the discretization of the problem, an Eulerian SPH discrete version of the former problem has been implemented and similar results have been monitored. Finally, for the sake of completeness, a 2D Lagrangian SPH implementation of the problem has been also studied to compare the consequences of the particle movemen

WCSPH viscosity diffusion processes in vortex flows

The aim of this paper is to clarify the role played by the most commonly used viscous terms in simulating viscous laminar flows using the weakly compressible approach in the context of smooth particle hydrodynamics (WCSPH). To achieve this, Takeda et al. (Prog. Theor. Phys. 1994; 92(5):939–960), Morris et al. (J. Comput. Phys. 1997; 136:214–226) and Monaghan–Cleary–Gingold's (Appl. Math. Model. 1998; 22(12):981–993; Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 2005; 365:199–213) viscous terms will be analysed, discussing their origins, structures and conservation properties. Their performance will be monitored with canonical flows of which related viscosity phenomena are well understood, and in which boundary effects are not relevant. Following the validation process of three previously published examples, two vortex flows of engineering importance have been studied. First, an isolated Lamb–Oseen vortex evolution where viscous effects are dominant and second, a pair of co-rotating vortices in which viscous effects are combined with transport phenomena. The corresponding SPH solutions have been compared to finite-element numerical solutions. The SPH viscosity model's behaviour in modelling the viscosity related effects for these canonical flows is adequat

WSPH and ISPH Calculations of a Counter-Rotating Vortex Dipole

Viscosity and vorticity are magnitudes playing an important role in many engineering physical phenomena such as: boundary layer separation, transition flows, shear flows, etc., demonstrating the importance of the vortical viscous flows commonly used among the SPH community. The simulation presented here, describes the physics of a pair of counter-rotating vortices in which the strain field felt by each vortex is due to the other one. Different from the evolution of a single isolated vortex, in this case each vortex is subjected to an external stationary strain field generated by the other, making the streamlines deform elliptically. To avoid the boundary influence, a large computational domain has been used ensuring insignificant effect of the boundary conditions on the solution. The performance of the most commonly used viscous models in simulating laminar flows, Takeda’s (TVT), Morris’ (MVT) and Monaghan-Cleary’s (MCGVT) has been discussed comparing their results. These viscous models have been used under two different compressibility hypotheses. Two cases have been numerically analyzed in this presentation. In the first case, a 2D system of two counter-rotating Lamb O seen vortices is considered. At first, the system goes through a rapid relaxation process in which both vortices equilibrate each other. This quasi-steady state is obtained after the relaxation phase is advected at a constant speed and slowly evolves owing to viscous diffusion. The results of the different Lamb-O seen numerical solutions have been validated with good agreement by comparison with the numerical results of a finite element code (ADFC) solution. A second case, somewhat more complex than the previous one, is a 3D Batchelor vortex dipole obtained by adding an axial flow to the system of the first case. The Batchelor vortex model considered here is a classical option normally used to model the structure of trailing vortices in the far-wake of an aircraft

Adaptación de las asignaturas básicas de primer curso de la ETSI Navales de la UPM: Actividades 2008-2009

En el marco de la reforma de las titulaciones con motivo del Espacio Europeo de Educación un grupo de profesores hemos coordinado, durante el curso 2008-2009, todas las asignaturas básicas de primer curso y una más de segundo curso en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales. Las actividades realizadas son: a) Coordinación de todas las asignaturas básicas de primer curso, con reuniones periódicas de coordinación horizontal y el establecimiento de una página web de moodle para profesores como espacio para el trabajo cooperativo. Particularmente importante es el establecimiento de un calendario conjunto de pruebas de evaluación continua. b) Redacción de guías de aprendizaje, con un formato común para todas las asignaturas, incluyendo los objetivos formativos, los contenidos, las actividades formativas, los enlaces y la bibliografía. c) Establecimiento de una plataforma de teleeducación común para todas las asignaturas, uno de los objetivos fundamentales del proyecto, ya que coexistían dos plataformas distintas. Igualmente importante ha sido reforzar los contenidos y las actividades que se podían realizar en la plataforma. d) Seguimiento del tiempo dedicado por los alumnos, hemos ido siguiendo el tiempo dedicado por los alumnos a las distintas asignaturas, para detectar si el tiempo que se dedica está en los márgenes establecidos en los créditos ECTS. Igualmente, hemos hecho dos encuestas a la mitad de cada semestre, para recoger las opiniones de los alumnos sobre las asignaturas y sobre los aspectos relevantes del proyecto. e) Organización de actividades de nivelación, para los alumnos de nuevo ingreso, con la organización de cursos cero y la participación y coordinación en la Plataforma de Punto de inicio de la UPM. f) Organización de actividades formativas, para poder llevar a cabo estas tareas, hemos organizado, en colaboración con el Centro y el Gabinete de Tele-Educación (GATE) actividades formativas relacionadas con la plataforma moodle, métodos de evaluación y de formación en competencias.En la presentación haremos una descripción de las actividades realizadas, así como una primera evaluación de las mismas. Por último, describiremos las tareas a desarrollar en los próximos cursos

Adaptación de las asignaturas básicas de primer curso de la ETSI Navales de la UPM: Primeras experiencias

En el marco de la reforma de las titulaciones con motivo de la puesta en marcha del Espacio Europeo de Educación Superior, un grupo de profesores hemos decidido coordinar todas las asignaturas básicas de primer curso y una asignatura de segundo curso en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales de la Universidad Politécnica de Madrid con el fin de dar una visión mas homogénea y compacta al alumno de lo que debe ser la formación básica del ingeniero. Para llevar a cabo dicho fin, la Universidad nos ha concedido un Proyecto de Innovación Educativa en la convocatoria 2008 para poder alcanzar una serie de objetivos en el curso 2008-2009, como son la coordinación de todas las asignaturas básicas de primer curso, la aplicación de nuevas metodologías en la práctica educativa, y una mejor adaptación de los alumnos de nuevo ingreso

Monitorización y seguimiento del esfuerzo realizado por los estudiantes y de su asistencia a actividades presenciales

Este artículo documenta el planteamiento, la metodología y los primeros resultados de un plan de monitorización detallada del esfuerzo y de asistencia a actividades presenciales por parte de los estudiantes de las titulaciones ofertadas por la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales de la Universidad Politécnica de Madrid durante el segundo cuatrimestre del curso 2011-2012. Se ha establecido un sistema mecánico de recogida de datos de esfuerzo por parte de los estudiantes utilizando una hoja tipo test especialmente configurada al efecto. Se pasa una hoja en todas y cada una de las actividades presenciales realizadas y en la hoja se solicita información sobre el trabajo "fuera de clase". Se documenta en este artículo cómo se ha estructurado esa hoja, qué tipo de datos se recogen, cómo se tratan mediante una base de datos creada al efecto, qué tipo de análisis se puede realizar y qué resultados preliminares obtenemos de dichos análisis

Dynamics and Control of Schrödinger Equations

Dynamics and Control of Schrödinger Equation

Concentration, non-concentration and controllability of Schrödinger flows

Tokyo-Berkeley Mathematics Workshop Partial Differential Equations and Mathematical Physic

Analysis of the integral SPH solution of the hydrostatic problem

The aim of this paper is to study the solution to theSPH integral formulation of the hydrostatic problem with a freesurface. We focus on the uniqueness of the solution, the conditionsrequired to achieve convergence and also perform a numericalanalysis. To analytically study the SPH solution, Fourier analysisis applied to the integral equation with truncated kernels