Minimum-dissipation model and symmetry-preserving discretization for large eddy simulation
| Promotie: | Mw. J. (Jing) Sun |
| Wanneer: | 10 juli 2025 |
| Aanvang: | 12:45 |
| Promotors: | prof. dr. ir. R.W.C.P. (Roel) Verstappen, C.A. (Cristóbal) Bertoglio, Prof |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Simulatie van turbulente stromingen verbeterd
Turbulente stroming komt veel voor in zowel natuurlijke als technische systemen, zoals in de atmosfeer, rivieren, motoren en windturbines. Deze stromingen zijn complex en moeilijk nauwkeurig te voorspellen. Een van de meest gebruikte methoden om turbulente stroming te bestuderen is Large Eddy Simulation (LES). Deze methode lost de grotere stromingsstructuren op en modelleert de kleinere structuren die te fijn zijn om direct te berekenen. Toch blijft het voor LES een uitdaging om het transport van warmte en andere stoffen (scalairs) in turbulente stromingen nauwkeurig te voorspellen.
In haar proefschrift richt Jing Sun zich op het verbeteren van LES door het gebruik van minimum-dissipatiemodellen in combinatie met een symmetriebehoudende discretisatietechniek. Deze methoden zijn geïmplementeerd in de populaire open-source software OpenFOAM. De numerieke aanpak is getest in verschillende stromingsscenario’s, zoals stroming in een kanaal, rond heuvels of cilinders, en langs windturbines.
Daarnaast introduceert Sun een methode om kunstmatige fouten te meten die worden veroorzaakt door de numerieke technieken in simulaties. Dit draagt bij aan een beter begrip van de interactie tussen numerieke instellingen en turbulentiemodellen. De analyse maakt gebruik van energiebalansen en introduceert nieuwe parameters om de rol van kunstmatige viscositeit te identificeren.
Tot slot worden deze methoden uitgebreid naar situaties waarin warmte of andere stoffen door turbulente stroming worden getransporteerd. De resultaten laten zien dat de nieuwe methoden nauwkeurigere voorspellingen opleveren, vooral op grove rekenroosters, wat ook de rekentijd verkort.
De bevindingen ondersteunen het gebruik van minimum-dissipatiemodellen en symmetriebehoudende methoden om LES te verbeteren voor diverse praktische toepassingen.
Jing Sun voerde haar promotieonderzoek uit bij het Bernoulli Institute for Mathematics, Computer Science and Artificial Intelligence, afdeling Technische Mechanica en Numerieke Wiskunde, met financiering van het Chinese Scholarship Council. Ze vervolgt haar loopbaan aan de SusTech University, China