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The Hot Optimal Transportation Meshfree (HOTM) Method for Extreme Multi-physics ProblemsWang, Hao 22 January 2021 (has links)
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[en] AN ADAPTIVE MESHFREE ADVECTION METHOD FOR TWO-PHASE FLOW PROBLEMS OF INCOMPRESSIBLE AND IMMISCIBLE FLUIDS THROUGH THREEDIMENSIONAL HETEROGENEOUS POROUS MEDIA / [pt] UM MÉTODO MESHFREE ADAPTATIVO DE ADVECÇÃO PARA PROBLEMAS DE FLUXO BIFÁSICO DE FLUIDOS INCOMPRESSÍVEIS E IMISCÍVEIS EM MEIOS POROSOS HETEROGÊNEOS TRIDIMENSIONAISISMAEL ANDRADE PIMENTEL 13 April 2018 (has links)
[pt] Esta tese propõe um método meshfree adaptativo de advecção para problemas de fluxo bifásico de fluidos incompressíveis e imiscíveis em meios porosos heterogêneos tridimensionais. Este método se baseia principalmente na combinação do método Semi-Lagrangeano adaptativo com interpolação local meshfree usando splines poliharmônicas como funções de base radial. O método proposto é uma melhoria e uma extensão do método adaptativo meshfree AMMoC proposto por Iske e Kaser (2005) para modelagem 2D de reservatórios de petróleo. Inicialmente este trabalho propõe um modelo em duas dimensões, contribuindo com uma melhoria significativa no cálculo do Laplaciano, utilizando os métodos meshfree de Hermite e
Kansa. Depois, o método é ampliado para três dimensões (3D) e para um meio poroso heterogêneo. O método proposto é testado com o problema de five spot e os resultados são comparados com os obtidos por sistemas bem conhecidos na indústria de petróleo. / [en] This thesis proposes an adaptive meshfree advection method for two-phase flow problems of incompressible and immiscible fluids through three-dimensional heterogeneous porous media. This method is based mainly on a combination of adaptive semi-Lagrangian method with local meshfree interpolation using polyharmonic splines as radial basis functions. The proposed method is an improvement and extension of the adaptive meshfree advection scheme AMMoC proposed by Iske and Kaser (2005) for 2D oil reservoir modeling. Initially this work proposes a model in two dimensions, contributing to a significant improvement in the calculation of the Laplacian, using the meshfree methods of Hermite and Kansa. Then, the method is extended to three dimensions (3D) and a heterogeneous porous medium. The proposed method is tested with the five spot problem and the results are compared with those obtained by well-known systems in the oil industry.
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Resolução numérica de escoamentos compressíveis empregando um método de partículas livre de malhas e o processamento em paralelo (CUDA) / Numerical resolution of compressible flows employing a mesfree particle method and CUDAJosecley Fialho Góes 25 August 2011 (has links)
Os métodos numéricos convencionais, baseados em malhas, têm sido amplamente
aplicados na resolução de problemas da Dinâmica dos Fluidos Computacional.
Entretanto, em problemas de escoamento de fluidos que envolvem superfícies livres,
grandes explosões, grandes deformações, descontinuidades, ondas de choque etc., estes
métodos podem apresentar algumas dificuldades práticas quando da resolução destes
problemas. Como uma alternativa viável, existem os métodos de partículas livre de
malhas. Neste trabalho é feita uma introdução ao método Lagrangeano de partículas,
livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) voltado para a simulação numérica
de escoamentos de fluidos newtonianos compressíveis e quase-incompressíveis.
Dois códigos numéricos foram desenvolvidos, uma versão serial e outra em paralelo,
empregando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture
(CUDA), que possibilita o processamento em paralelo empregando os núcleos das
Graphics Processing Units (GPUs) das placas de vídeo da NVIDIA Corporation. Os resultados
numéricos foram validados e a eficiência computacional avaliada considerandose
a resolução dos problemas unidimensionais Shock Tube e Blast Wave e bidimensional
da Cavidade (Shear Driven Cavity Problem). / The conventional mesh-based numerical methods have been widely applied
to solving problems in Computational Fluid Dynamics. However, in problems involving
fluid flow free surfaces, large explosions, large deformations, discontinuities,
shock waves etc. these methods suffer from some inherent difficulties which limit
their applications to solving these problems. Meshfree particle methods have emerged
as an alternative to the conventional grid-based methods. This work introduces
the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), a meshfree Lagrangian particle method
to solve compressible flows. Two numerical codes have been developed, serial and
parallel versions, using the Programming Language C/C++ and Compute Unified Device
Architecture (CUDA). CUDA is NVIDIAs parallel computing architecture that
enables dramatic increasing in computing performance by harnessing the power of
the Graphics Processing Units (GPUs). The numerical results were validated and the
speedup evaluated for the Shock Tube and Blast Wave one-dimensional problems and
Shear Driven Cavity Problem.
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Évaluation des Méthodes Meshfree pour les Simulations Géomécaniques en Transformations FiniesFoerster, Evelyne 09 December 2003 (has links) (PDF)
Ce travail propose tout d'abord une synthèse des principales méthodes sans maillage (i.e. meshfree) existant actuellement (DEM, EFGM, h-p Clouds, SPH, RKPM, RKI, MLS/RK, PIM, RPIM, MLS/RBF, etc.), en fournissant une écriture commune à toutes les méthodes et en mettant ainsi directement en évidence les spécificités de chacune vis-à-vis de la construction des fonctions de forme. Plusieurs techniques spécifiques à la mise en œuvre numérique des méthodes meshfree sont également présentées et discutées. Les performances des différentes méthodes et techniques sont enfin comparées pour des tests mécaniques standards. Ce travail présente par ailleurs le modèle dynamique non linéaire utilisé pour modéliser les milieux poreux saturés en transformations finies, ainsi que les approches classiques pour établir la loi de comportement de la phase solide. Ce modèle est évalué sur diverses applications géomécaniques, en comparant les résultats obtenus pour différentes méthodes avec et sans maillage.
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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 CUDAMarciana Lima Góes 30 August 2012 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / 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). / 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.
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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 CUDAMarciana Lima Góes 30 August 2012 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / 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). / 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.
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Resolução numérica de escoamentos compressíveis empregando um método de partículas livre de malhas e o processamento em paralelo (CUDA) / Numerical resolution of compressible flows employing a mesfree particle method and CUDAJosecley Fialho Góes 25 August 2011 (has links)
Os métodos numéricos convencionais, baseados em malhas, têm sido amplamente
aplicados na resolução de problemas da Dinâmica dos Fluidos Computacional.
Entretanto, em problemas de escoamento de fluidos que envolvem superfícies livres,
grandes explosões, grandes deformações, descontinuidades, ondas de choque etc., estes
métodos podem apresentar algumas dificuldades práticas quando da resolução destes
problemas. Como uma alternativa viável, existem os métodos de partículas livre de
malhas. Neste trabalho é feita uma introdução ao método Lagrangeano de partículas,
livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) voltado para a simulação numérica
de escoamentos de fluidos newtonianos compressíveis e quase-incompressíveis.
Dois códigos numéricos foram desenvolvidos, uma versão serial e outra em paralelo,
empregando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture
(CUDA), que possibilita o processamento em paralelo empregando os núcleos das
Graphics Processing Units (GPUs) das placas de vídeo da NVIDIA Corporation. Os resultados
numéricos foram validados e a eficiência computacional avaliada considerandose
a resolução dos problemas unidimensionais Shock Tube e Blast Wave e bidimensional
da Cavidade (Shear Driven Cavity Problem). / The conventional mesh-based numerical methods have been widely applied
to solving problems in Computational Fluid Dynamics. However, in problems involving
fluid flow free surfaces, large explosions, large deformations, discontinuities,
shock waves etc. these methods suffer from some inherent difficulties which limit
their applications to solving these problems. Meshfree particle methods have emerged
as an alternative to the conventional grid-based methods. This work introduces
the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), a meshfree Lagrangian particle method
to solve compressible flows. Two numerical codes have been developed, serial and
parallel versions, using the Programming Language C/C++ and Compute Unified Device
Architecture (CUDA). CUDA is NVIDIAs parallel computing architecture that
enables dramatic increasing in computing performance by harnessing the power of
the Graphics Processing Units (GPUs). The numerical results were validated and the
speedup evaluated for the Shock Tube and Blast Wave one-dimensional problems and
Shear Driven Cavity Problem.
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