The aim of this thesis is to present and validate a boundary condition formulation for CFD problems that includes a friction parameter. In the first part of the thesis the incompressible Navier-Stokes system of equations and the friction boundary conditions are presented. Then the Finite Element methodology that is used to discretize the problem is given, with particular emphasis to the a-posteriori error estimate, the adaptive algorithm and the numerical tripping included in the flow. Moreover, since FEniCS-HPC is the software on which this thesis leans on, its framework is explained, together with its powerful parallelization strategy. Then the weak formulation of the Navier Stokes system of equation coupled with friction boundary conditions is presented, together with an initial theoretical derivation of the friction coefficient optimal values. Furthermore, in the last chapter, the preliminary results of a validation study for the lift coefficient of the NACA0012 airfoil benchmark model are included and commented in detail. Even if there still are some aspects to be elucidated, we believe that our preliminary results are very promising and that they open a new pathway for simulation development in aerodynamics-related models. / Målet med denna avhandling är att presentera och validera ett rand-villkor för CFD problem som inkluderar en friktionsparameter. I den första delen av avhandlingen presenterar vi det inkompressibla Navier-Stokes system av ekvationer och dess randvillkor för friktion. Sedan använder vi oss av Finita Elementmetoden som används för att diskretisera problemet som är presenterat, med en särskild betoning på a posteriori feluppskattningen, den adaptiva algoritmen och den numeriska trippingen som fanns med i flödet. Eftersom denna avhandling helt lutar sig mot FEniCS-HPC mjukvara, förklaras dess ramverk, tillsammans med dess kraftfulla parallelliseringsstrategi. Därefter pre-senterar vi den svaga formuleringen av Navier-Stokes system av ekvationer kopplad till friktionsgränserna, tillsammans med en initiell teoretisk härledning av friktionskoefficientens optimala värden. Vidare, i det sista kapitlet, presenteras de preliminära resultaten av en valide-ringsstudie av lyftkoefficienten för modellen som använts vid benchmarking av NACA0012:s bärytan, som är kommenterad i detalj. Även om det fortfarande finns aspekter som bör belysas tror vi att vårt preliminära resultat är väldigt lovande och att det öppnar en ny väg för simuleringsutveckling i aerodynamikrelaterade modeller.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-241920 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Natale, Irene |
| Publisher | KTH, Numerisk analys, NA |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2019:009 |
Page generated in 0.0021 seconds