Métodos multiescala para as equações de Navier-Stokes incompressíveis
| Ano de defesa: | 2020 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Espírito Santo
Doutorado em Ciência da Computação |
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Informática
|
| Departamento: |
Centro Tecnológico
|
| País: |
BR
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufes.br/handle/10/14454 |
Resumo: | In this work, we present a nonlinear variational multiscale finite element method to solve the incompressible Navier-Stokes equations. The method is based on a decomposition in two levels of the approximation space and the local problem is modified by introducing an artificial diffusion that acts in an adaptive way only on the unresolved discretization scales. It can be considered a self-adaptive method, so that the amount of sub-mesh viscosity is automatically introduced according to the residue of the scales resolved at the element level. To reduce the computational cost typical of two-scale methods, the micro-scale space is defined through polynomial functions that cancel each other out at the border of the elements, known as bubble functions, whose degrees of freedom are eliminated locally in favor of the degrees of freedom that reside on the resolved scales. We compared the numerical and computational performance of the method with the results obtained with the formulation streamline-upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) combined with the method pressure stabilizing/Petrov-Galerkin (PSPG) through a set of four two-dimensional reference problems |
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Catabriga, Luciahttps://orcid.org/0000-0001-8763-5188http://lattes.cnpq.br/4364303980383808Baptista, Riedsonhttps://orcid.org/0000-0002-8821-8914http://lattes.cnpq.br/4131598044295232Almeida, Regina Celia Cerqueira dehttps://orcid.org/0000-0002-9756-8131http://lattes.cnpq.br/6688041530466410Devloo, Philippe Remy Bernardhttps://orcid.org/0000-0002-9756-8131http://lattes.cnpq.br/6688041530466410Boeres, Maria Claudia Silvahttps://orcid.org/0000-0001-9801-2410http://lattes.cnpq.br/0528154281423964Valli, Andrea Maria Pedrosahttps://orcid.org/0000-0003-2575-2578http://lattes.cnpq.br/44631727323908342024-05-30T00:49:11Z2024-05-30T00:49:11Z2020-12-17In this work, we present a nonlinear variational multiscale finite element method to solve the incompressible Navier-Stokes equations. The method is based on a decomposition in two levels of the approximation space and the local problem is modified by introducing an artificial diffusion that acts in an adaptive way only on the unresolved discretization scales. It can be considered a self-adaptive method, so that the amount of sub-mesh viscosity is automatically introduced according to the residue of the scales resolved at the element level. To reduce the computational cost typical of two-scale methods, the micro-scale space is defined through polynomial functions that cancel each other out at the border of the elements, known as bubble functions, whose degrees of freedom are eliminated locally in favor of the degrees of freedom that reside on the resolved scales. We compared the numerical and computational performance of the method with the results obtained with the formulation streamline-upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) combined with the method pressure stabilizing/Petrov-Galerkin (PSPG) through a set of four two-dimensional reference problemsNeste trabalho, apresentamos um método de elementos finitos multiescala variacional não linear para resolver as equações incompressíveis de Navier-Stokes. O método é baseado em uma decomposição em dois níveis do espaço de aproximação e o problema local é modificado introduzindo-se uma difusão artificial que atua de forma adaptativa apenas nas escalas não resolvidas da discretização. O método desenvolvido é considerado auto-adaptativo, uma vez que a quantidade de viscosidade submalha é automaticamente introduzida de acordo com o resíduo das escalas resolvidas a nível do elemento. Para reduzir o custo computacional típico dos métodos de duas escalas, o espaço da micro escala é definido através de funções polinomiais que se anulam na fronteira dos elementos, conhecidas como funções bolha, cujos graus de liberdade são eliminados localmente em favor dos graus de liberdade que residem nas escalas resolvidas. Comparamos a performance numérica e computacional do método com os resultados obtidos com a formulação streamline-upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) combinada com o método pressure stabilizing/ Petrov-Galerkin (PSPG) através de um conjunto de quatro problemas bidimensionais de referênciaTexthttp://repositorio.ufes.br/handle/10/14454porUniversidade Federal do Espírito SantoDoutorado em Ciência da ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em InformáticaUFESBRCentro Tecnológicosubject.br-rjbnCiência da ComputaçãoElementos finitosMétodos estabilizados multiescalaEquações de Navier-Stokes incompressíveisFinite elementMultiscale estabilized methodsIncompressible Navier-Stokes equationsMétodos multiescala para as equações de Navier-Stokes incompressíveisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALRiedsonBaptista-2020-tese.pdfapplication/pdf6774246http://repositorio.ufes.br/bitstreams/0f0aa05a-0672-44c9-8b46-a1e2fa590c8a/download58e03325dfaf150588da11e064bf7858MD5110/144542025-06-30 17:42:04.932oai:repositorio.ufes.br:10/14454http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082025-06-30T17:42:04Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
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