Desenvolvimento de um simulador numérico empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics para a resolução de escoamentos incompressíveis. Implementação computacional em paralelo (CUDA)

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Main Author: Góes, Marciana Lima
Publication Date: 2012
Format: Master thesis
Language: por
Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
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Summary: Neste trabalho, foi desenvolvido um simulador numérico baseado no método livre de malhas Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) para a resolução de escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis. Diferentemente da maioria das versões existentes deste método, o código numérico faz uso de uma técnica iterativa na determinação do campo de pressões. Este procedimento emprega a forma diferencial de uma equação de estado para um fluido compressível e a equação da continuidade a fim de que a correção da pressão seja determinada. Uma versão paralelizada do simulador numérico foi implementada usando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture (CUDA) da NVIDIA Corporation. Foram simulados três problemas, o problema unidimensional do escoamento de Couette e os problemas bidimensionais do escoamento no interior de uma Cavidade (Shear Driven Cavity Problem) e da Quebra de Barragem (Dambreak).
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spelling Desenvolvimento de um simulador numérico empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics para a resolução de escoamentos incompressíveis. Implementação computacional em paralelo (CUDA)Numerical modelling of incompressible flows with the smoothed particles hydrodynamics method. Implementation of parallel numerical algorithms using CUDAComputational Fluid DynamicsCompute Unified Device Architecture (CUDA)Lagrangian methodsMeshfree particle methodsSmoothed Particle Hydrodynamics (SPH)Compute Unified Device Architecture (CUDA)Dinâmica dos Fluidos ComputacionalMétodos LagrangianosMétodos de partículasSmoothed Particle Hydrodynamics (SPH)CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADANeste trabalho, foi desenvolvido um simulador numérico baseado no método livre de malhas Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) para a resolução de escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis. Diferentemente da maioria das versões existentes deste método, o código numérico faz uso de uma técnica iterativa na determinação do campo de pressões. Este procedimento emprega a forma diferencial de uma equação de estado para um fluido compressível e a equação da continuidade a fim de que a correção da pressão seja determinada. Uma versão paralelizada do simulador numérico foi implementada usando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture (CUDA) da NVIDIA Corporation. Foram simulados três problemas, o problema unidimensional do escoamento de Couette e os problemas bidimensionais do escoamento no interior de uma Cavidade (Shear Driven Cavity Problem) e da Quebra de Barragem (Dambreak).In this work a numerical simulator was developed based on the mesh-free Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method to solve incompressible newtonian fluid flows. Unlike most existing versions of this method, the numerical code uses an iterative technique in the pressure field determination. This approach employs a differential state equation for a compressible fluid and the continuity equation to calculate the pressure correction. A parallel version of the numerical code was implemented using the Programming Language C/C++ and Compute Unified Device Architecture (CUDA) from the NVIDIA Corporation. The numerical results were validated and the speed-up evaluated for an one-dimensional Couette flow and two-dimensional Shear Driven Cavity and Dambreak problems.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorUniversidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto PolitécnicoBRUERJPrograma de Pós-Graduação em Modelagem ComputacionalSouto, Helio Pedro Amaralhttp://lattes.cnpq.br/1999072996132654Platt, Gustavo Mendeshttp://lattes.cnpq.br/4140908385855725Borges, Márcio Renteshttp://lattes.cnpq.br/8203775174455802Góes, Marciana Lima2021-01-07T14:40:51Z2012-09-272012-08-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfGÓES, Marciana Lima. Desenvolvimento de um simulador numérico empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics para a resolução de escoamentos incompressíveis. Implementação computacional em paralelo (CUDA). 2012. 101 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2012.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13759porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-02-27T18:26:51Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/13759Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:26:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
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