Thermodynamic correction of numerical diffusion in WCSPH method

• López Gómez, David ^[1] ; Cuellar Moro, Vicente ^[2] ; Díaz Martínez, Rubén ^[1]
  1. [1] Centro de Estudios Hidrográficos - CEDEX
  2. [2] WaveCrafters
• Localización: Ingeniería del agua, ISSN 1134-2196, Vol. 19, Nº. 1, 2015, págs. 1-16
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Corrección termodinámica de la difusión numérica del método W-SPH
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• Resumen
  • español

    El método SPH se ha empleado con éxito para la simulación numérica de flujos hidrodinámicos. CEDEX ha desarrollado un modeloSPH propio, SPHERIMENTAL, para flujo cuasi-compresible y con el que se han realizado diversos estudios de calibración. Entransitorios en régimen variable se ha observado que se produce una difusión numérica que aumenta la entropía del sistemay que amortigua el movimiento del fluido. Se ha empleado como caso de calibración un experimento de rotura de presa muybien documentado con el que se ha podido comprobar este efecto. Para obtener una correcta simulación numérica es necesariocuidar las condiciones de contorno, la correcta discretización espacial del fluido y emplear un modelo de turbulencia adecuado. Sinembargo, aun cuidando estos aspectos se produce una excesiva disipación de energía en la propagación de ondas. En este artículose analizan las causas de esta difusión y se propone un método para corregirla.

  • English

    The SPH method has been used successfully for the numerical simulation of hydrodynamic flows. CEDEX has developed its own SPH model, SPHERIMENTAL for quasi-compressible flow, with which several studies of calibration have been performed. Problems of numerical diffusion have been observed in simulations of variable transient regime, which increase the entropy of the system and damp the movement of the fluid. It has been used a dambreak test case (Lobovsky, 2013) in which this effect has been noted. It is necessary to take care of the boundary conditions, the correct spatial discretization of the fluid and to use a suitable turbulence model to obtain an accurate numerical simulation, but even so, excessive energy dissipation occurs. The causes of this problem have been analyzed in this paper, and a correction is proposed.