On adomian based numerical schemes for euler and navier-stokes equations, and application to aeroacoustic propagation

Abstract

En esta tesis se ha desarrollado un nuevo método de integración en tiempo de tipo derivadas sucesivas (multiderivative), llamado ABS y basado en el algoritmo de Adomian. Su motivación radica en la reducción del coste de simulación para problemas en aeroacústica, muy costosos por su naturaleza transitoria y requisitos de alta precisión. El método ha sido satisfactoriamente empleado en ambas partes de un sistema híbrido, donde se distinguen la parte aerodinámica y la acústica.En la parte aerodinámica las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles son resueltas con unmétodo de proyección clásico. Sin embargo, la fase de predicción de velocidad ha sido modificadapara incluir el método ABS en combinación con dos métodos: una discretización espacial MAC devolúmenes finitos, y también con un método de alto orden basado en ADER. El método se ha validado respecto a los problemas (en 2D) de vórtices de Taylor-Green, y el desarrollo de vórticesde Karman en un cilindro cuadrado. La parte acústica resuelve la propagación de ondas descritaspor las ecuaciones linearizadas de Euler, empleando una discretización de Galerkin discontinua. El método se ha validado respecto a la ecuación de Burgers.El método ABS es sencillo de programar con una formulación recursiva. Los resultados demuestran que su sencillez junto con sus altas capacidades de adaptación lo convierten en un método fácilmente extensible a órdenes altos, a la vez que reduce el coste comparado con otros métodos clásicos.