自由曲面3D(FS3D)

Hier finden Sie Informationonenüber das hauseigene DNS程序FS3D。
[照片:K.Schulte(ITLR)]

计算流体力学程序FS3D(自由表面3D)在ITLR已经使用了20多年,并且正在不断地进一步开发。采用直接数值模拟(DNS)方法求解不可压Navier-Stokes方程。这意味着不使用湍流模型,发生的流动现象通过相应的精细空间和时间分辨率捕捉。为了处理所涉及的高计算量,FS3D使用MPI库和OpenMP进行并行化,因此即使是复杂的问题也可以进行研究。

FS3D使用流体体积(VOF)方法描述多相流。不同阶段由额外的字段变量表示。在两相流的情况下,只需要一个变量f,该变量可以根据定义始终取0到1之间的值。基于此f分布,使用PLIC(分段线性界面计算)方法重建实际界面。

应用程序

  • 液滴流中的分组现象
  • 液滴振荡
  • 液滴壁、液滴和液滴膜相互作用
  • 水滴对结构表面/墙壁的影响
  • 水滴粒子碰撞
  • 飞溅
  • 严重变形液滴中的传热传质
  • 喷气式飞机解体
  • 上升的泡沫
  • 湍流流入生成
  • 雾滴蒸发
  • 水滴冻结过程
  • 多组分液滴
  • 雨滴

选定出版物

  • M.Ibach、K.Schulte、V.Vaikuntanathan、A.Arad、D.Katoshevski、J.Greenberg和B.Weigand,《使用不同边界条件对液滴流中分组效应的直接数值模拟》ICLASS 2021,第15届液体雾化和喷雾系统三年一度国际会议2021年,第卷,爱丁堡,英国,2021年8月29日至9月2日。数字对象标识:https://doi.org/10.2218/国际分类2021.5815.
  • J.Steigerwald、M.Ibach、J.Reutzsch和B.Weigand,“双组分滴膜相互作用溅射阈值的数值测定”20世纪科学与工程领域的高性能计算施普林格,2020年。
  • J.Reutzsch、G.Raja Kochanattu、M.Ibach、C.Kieffer-Roth、S.Tonini、G.Cossali和B.Weigand,“振荡液滴的直接数值模拟:提取形状特征的方法”ILASS-Europe 2019年第29届液体雾化和喷雾系统会议,第卷,巴黎,法国,2019年。
  • Fest-Santini,S.、Steigerwald,J.、Santini,M.、Cossali,G.E.和Weigand,B.(2021)。多液滴撞击液膜:直接数值模拟和实验验证。 计算机和流体214, 104761.
  • Ren,W.、Reutzsch,J.和Weigand,B.(2020年)。湍流中水滴的直接数值模拟。 流体5(3), 158.
  • Reutzsch,J.、Kieffer-Roth,C.和Weigand,B.(2020年)。液滴蒸发直接数值模拟的一致性方法。 计算物理杂志413, 109455.
  • Loureiro,D.D.、Reutzsch,J.、Kronenburg,A.、Weigand,B.和Vogiatzaki,K.(2020年)。低温闪速雾化的主要破碎方式。 国际多相流杂志132,103405。
  • Baggio,M.和Weigand,B.(2019年)。用金属丝对超疏水表面液滴撞击的数值模拟。 流体物理学31(11), 112107.
  • Reitzle,M.、Ruberto,S.、Stierle,R.、Gross,J.、Janzen,T.和Weigand,B.(2019年)。升华冰颗粒的直接数值模拟。 国际热科学杂志145, 105953.
  • Ruberto,S.、Reutzsch,J.、Roth,N.和Weigand,B.(2017年)。对过冷水滴在零度以下温度和不同相对湿度下蒸发速率的系统实验研究。 流体实验58(5), 55.
  • Ertl,M.和Weigand,B.(2017年)。剪切稀化液体射流一次破碎直接数值模拟的分析方法。 雾化与喷雾27(4).
  • Reitzle,M.、Kieffer-Roth,C.、Garcke,H.和Weigand,B.(2017年)。三维六边形凝固过程的流体体积法。 计算物理杂志339, 356-369.
  • Eisenschmidt,K.,Ertl,M.,Gomaa,H.,Kieffer-Roth,C.,Meister,C.,Rauschenberger,P.,…&Weigand,B.(2016)。多相流的直接数值模拟:多相代码FS3D概述。 应用数学与计算272, 508-517.
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  • Schlottke,J.、Straub,W.、Beheng,K.D.、Gomaa,H.和Weigand,B.(2010年)。雨滴碰撞破碎的数值研究。第一部分:碰撞能量和偏心率的方法和依赖性。 大气科学杂志67(3), 557-575.
  • Sander,W.和Weigand,B.(2008年)。中等雷诺数下液膜不稳定性增强参数的直接数值模拟和分析。 流体物理学20(5), 053301.
  • Schlottke,J.和Weigand,B.(2008)。蒸发液滴的直接数值模拟。 计算物理杂志227(10), 5215-5237.
  • Gotaas,C.、Havelka,P.、Jakobsen,H.A.、Svendsen,H.F.、Hase,M.、Roth,N.和Weigand,B.(2007年)。粘度对液滴碰撞结果的影响:实验研究和数值比较。 流体物理学19(10) ,102106。
  • Hase,M.和Weigand,B.(2004年)。高雷诺数下变形液滴的瞬态传热。 国际热流数值方法杂志.
  • Rieber,M.和Frohn,A.(1999)。飞溅机理的数值研究。 国际热流杂志20(5), 455-461.

 

联系人

这张图显示了伯恩哈德·维甘德

伯恩哈德·维甘德

哈比勒博士教授。

董事

此图显示Jens von Wolfersdorf

延斯·冯·沃尔夫斯道夫

教授,博士,Ing。

副主任

苏珊·斯特格梅尔

 

秘书处/行政

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