Minimizing undesired wave reflection at the domain boundaries in flow simulations with forcing zones

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Autor/in:
Beteiligte Person:
  • Abdel-Maksoud, Moustafa
Verlag/Körperschaft:
Hamburg University of Technology
Erscheinungsjahr:
2019
Medientyp:
Text
Schlagworte:
  • forcing zones
  • reflection coefficient
  • free-surface waves
  • flow simulations
  • absorbing layers
  • wave damping
  • 600: Technik
  • 620: Ingenieurwissenschaften
  • 620
  • 600
Beschreibung:
  • In dieser Arbeit wird eine Theorie vorgestellt, welche die Reflexionskoeffizienten von und die Strömung in Forcing Zonen (wie beispielsweise absorbing layers, damping zones, relaxation zones, sponge layers, etc.) für Strömungssimulationen mit (hydro-)akustischen sowie Oberflächenwellen vorhersagt. Die Herleitung basiert auf einer generischen Formulierung von Forcing Zonen, sodass die vorgestellten Ergebnisse auf Forcing Zonen in verschiedenen Strömungslösern übertragen werden können. Die Theorie wird anhand von Ergebnissen ein- bis dreidimensionaler Strömungssimulationen mit (hydro-)akustischen und Oberflächenwellen validiert, einschließlich unregelmäßiger und stark nichtlinearer Wellen. Für Strömungssimulationen mit stark reflektierenden Körpern in langkämmigen Fernfeldwellen wird ein Ansatz basierend auf der Kombination verschiedener Forcing Zonen vorgestellt. Die Mechanismen, mittels derer Forcing Zonen unerwünschte Wellenreflexionen reduzieren, werden untersucht. Der Einfluss der fallabhängigen Parameter von Forcing Zonen wird diskutiert und Empfehlungen für den Einsatz in der Ingenieurspraxis gegeben. Wenn die Forcing Zone anhand der vorgestellten Theorie eingestellt wurde, waren die Simulationsergebnisse für den Reflexionskoeffizienten meist geringer oder nahezu gleich der theoretischen Vorhersage, in keinem Fall jedoch mehr als 3,4 Prozent größer. Die in dieser Arbeit entwickelte Theorie ermöglicht somit die Optimierung der fallabhängigen Parameter von Forcing Zonen bereits vor Durchführung der Strömungssimulation.
Lizenzen:
  • info:eu-repo/semantics/openAccess
  • https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Quellsystem:
TUHH Open Research

Interne Metadaten
Quelldatensatz
oai:tore.tuhh.de:11420/3286