Computing the Gradient

Σχετικά έγγραφα
Discretization of the Convection Term

CHAPTER 48 APPLICATIONS OF MATRICES AND DETERMINANTS

ES440/ES911: CFD. Chapter 5. Solution of Linear Equation Systems

EE512: Error Control Coding

Spherical Coordinates

Μειέηε, θαηαζθεπή θαη πξνζνκνίσζε ηεο ιεηηνπξγίαο κηθξήο αλεκνγελλήηξηαο αμνληθήο ξνήο ΓΗΠΛΩΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ

High order interpolation function for surface contact problem

ΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: Καθηγητής Γ. ΧΡΥΣΟΛΟΥΡΗΣ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ

ΔΙΠΛΩΜΑΣΙΚΗ ΕΡΓΑΙΑ. του φοιτητή του Σμήματοσ Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και. Σεχνολογίασ Τπολογιςτών τησ Πολυτεχνικήσ χολήσ του. Πανεπιςτημίου Πατρών

D Alembert s Solution to the Wave Equation

DESIGN OF MACHINERY SOLUTION MANUAL h in h 4 0.

On a four-dimensional hyperbolic manifold with finite volume

Matrices and Determinants

Approximation of distance between locations on earth given by latitude and longitude

Εργαστήριο Ανάπτυξης Εφαρμογών Βάσεων Δεδομένων. Εξάμηνο 7 ο

the total number of electrons passing through the lamp.

Finite Field Problems: Solutions

3.4 SUM AND DIFFERENCE FORMULAS. NOTE: cos(α+β) cos α + cos β cos(α-β) cos α -cos β

CHAPTER 25 SOLVING EQUATIONS BY ITERATIVE METHODS

Every set of first-order formulas is equivalent to an independent set

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

( y) Partial Differential Equations

ECE 308 SIGNALS AND SYSTEMS FALL 2017 Answers to selected problems on prior years examinations

THICK FILM LEAD FREE CHIP RESISTORS

Fourier Series. MATH 211, Calculus II. J. Robert Buchanan. Spring Department of Mathematics

ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟ ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ «ΧΕΙΡΙΣΤΗΣ ΚΙΝΗΤΩΝ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΩΝ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΩΝ ΕΡΓΟΥ»

Srednicki Chapter 55

Μελέτη των μεταβολών των χρήσεων γης στο Ζαγόρι Ιωαννίνων 0

UDZ Swirl diffuser. Product facts. Quick-selection. Swirl diffuser UDZ. Product code example:

CRASH COURSE IN PRECALCULUS

ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ CYPRUS COMPUTER SOCIETY ΠΑΓΚΥΠΡΙΟΣ ΜΑΘΗΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ 24/3/2007

ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΜΑΚΔΓΟΝΙΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΔΣΑΠΣΤΥΙΑΚΧΝ ΠΟΤΓΧΝ ΣΜΗΜΑΣΟ ΔΦΑΡΜΟΜΔΝΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Smaller. 6.3 to 100 After 1 minute's application of rated voltage at 20 C, leakage current is. not more than 0.03CV or 4 (µa), whichever is greater.

ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «ΘΕΜΑ»


ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΑΙΧΝΙΔΙΟΥ ΣΟΒΑΡΟΥ ΣΚΟΠΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΜΑΘΗΣΗ ΕΝΝΟΙΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΕΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΕ JAVA

ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

Durbin-Levinson recursive method

ΑΚΑ ΗΜΙΑ ΕΜΠΟΡΙΚΟΥ ΝΑΥΤΙΚΟΥ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

An Inventory of Continuous Distributions

ΕΘΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΔΗΜΟΣΙΑΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΙΓ' ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΣΕΙΡΑ

Jesse Maassen and Mark Lundstrom Purdue University November 25, 2013

No. 7 Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique. Jul TH166 TG659 A

Partial Trace and Partial Transpose

Πτυχιακή Εργασι α «Εκτι μήσή τής ποιο τήτας εικο νων με τήν χρή σή τεχνήτων νευρωνικων δικτυ ων»

Appendix to On the stability of a compressible axisymmetric rotating flow in a pipe. By Z. Rusak & J. H. Lee

ST5224: Advanced Statistical Theory II

Parametrized Surfaces

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ. Πτυχιακή εργασία ΟΛΙΣΘΗΡΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΜΑΚΡΟΥΦΗ ΤΩΝ ΟΔΟΔΤΡΩΜΑΤΩΝ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΓΕΓΟΝΟΤΩΝ ΒΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΙΟΜΕΤΡΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

b. Use the parametrization from (a) to compute the area of S a as S a ds. Be sure to substitute for ds!

Κάθε γνήσιο αντίγραφο φέρει υπογραφή του συγγραφέα. / Each genuine copy is signed by the author.

Τμήμα Πολιτικών και Δομικών Έργων

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΠΟΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ. Πτυχιακή εργασία

Surface Mount Aluminum Electrolytic Capacitors

Section 1: Listening and responding. Presenter: Niki Farfara MGTAV VCE Seminar 7 August 2016

«ΑΝΑΠΣΤΞΖ ΓΠ ΚΑΗ ΥΩΡΗΚΖ ΑΝΑΛΤΖ ΜΔΣΔΩΡΟΛΟΓΗΚΩΝ ΓΔΓΟΜΔΝΩΝ ΣΟΝ ΔΛΛΑΓΗΚΟ ΥΩΡΟ»

Shenzhen Lys Technology Co., Ltd

Hydrologic Process in Wetland

Cross sectional area, square inches or square millimeters

Solutions to Exercise Sheet 5

Μιχάλης Βαφόπουλος, vafopoulos.org

Αναερόβια Φυσική Κατάσταση

derivation of the Laplacian from rectangular to spherical coordinates

P.R.O. Tri Sprint Suit

5.4 The Poisson Distribution.

Math221: HW# 1 solutions

ADVANCED STRUCTURAL MECHANICS

CHAPTER 12: PERIMETER, AREA, CIRCUMFERENCE, AND 12.1 INTRODUCTION TO GEOMETRIC 12.2 PERIMETER: SQUARES, RECTANGLES,

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ. Πτυχιακή διατριβή Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΜΗΤΡΙΚΟΥ ΚΑΠΝΙΣΜΑΤΟΣ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΑΙΔΙΚΟΥ ΑΣΘΜΑΤΟΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. ΕΠΛ342: Βάσεις Δεδομένων. Χειμερινό Εξάμηνο Φροντιστήριο 10 ΛΥΣΕΙΣ. Επερωτήσεις SQL

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ. Πτυχιακή Εργασία

Section 8.3 Trigonometric Equations

1000 VDC 1250 VDC 125 VAC 250 VAC J K 125 VAC, 250 VAC

Dynamic types, Lambda calculus machines Section and Practice Problems Apr 21 22, 2016

Areas and Lengths in Polar Coordinates

(1) Describe the process by which mercury atoms become excited in a fluorescent tube (3)

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΝΟΣΗΛΕΥΤΙΚΗΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΝΟΣΗΛΕΥΤΙΚΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΠΗΡΕΑΖΕΙ ΤΗΝ ΠΡΟΛΗΨΗ ΚΑΡΚΙΝΟΥ ΤΟΥ ΜΑΣΤΟΥ

Biodiesel quality and EN 14214:2012

Αρχιτεκτονική Σχεδίαση Ασαφούς Ελεγκτή σε VHDL και Υλοποίηση σε FPGA ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

SMD Power Inductor-VLH

Applications. 100GΩ or 1000MΩ μf whichever is less. Rated Voltage Rated Voltage Rated Voltage

ΑΝΩΤΑΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΔΟΜΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ

Thin Film Chip Resistors

Phys460.nb Solution for the t-dependent Schrodinger s equation How did we find the solution? (not required)

PARTIAL NOTES for 6.1 Trigonometric Identities

CHAPTER 70 DOUBLE AND TRIPLE INTEGRALS. 2 is integrated with respect to x between x = 2 and x = 4, with y regarded as a constant

ΜΗΤΡΙΚΟΣ ΘΗΛΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΓΝΩΣΤΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΕΧΡΙ ΚΑΙ 10 ΧΡΟΝΩΝ

ΠΣΤΥΙΑΚΗ ΔΡΓΑΙΑ. Μειέηε Υξόλνπ Απνζηείξσζεο Κνλζέξβαο κε Τπνινγηζηηθή Ρεπζηνδπλακηθή. Αζαλαζηάδνπ Βαξβάξα

ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΠΗΡΕΑΣΜΟΥ ΤΗΣ ΑΝΑΓΝΩΣΗΣ- ΑΠΟΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ BRAILLE ΑΠΟ ΑΤΟΜΑ ΜΕ ΤΥΦΛΩΣΗ

MOTROL. COMMISSION OF MOTORIZATION AND ENERGETICS IN AGRICULTURE 2014, Vol. 16, No. 5,

± 20% ± 5% ± 10% RENCO ELECTRONICS, INC.

Nowhere-zero flows Let be a digraph, Abelian group. A Γ-circulation in is a mapping : such that, where, and : tail in X, head in

Metal Oxide Varistors (MOV) Data Sheet

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Ψηφιακή Οικονομία. Διάλεξη 9η: Basics of Game Theory Mαρίνα Μπιτσάκη Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών

Οικονοµετρική ιερεύνηση των Ελλειµµάτων της Ελληνικής Οικονοµίας

Απόκριση σε Μοναδιαία Ωστική Δύναμη (Unit Impulse) Απόκριση σε Δυνάμεις Αυθαίρετα Μεταβαλλόμενες με το Χρόνο. Απόστολος Σ.

Notes on the Open Economy

«Χρήσεις γης, αξίες γης και κυκλοφοριακές ρυθμίσεις στο Δήμο Χαλκιδέων. Η μεταξύ τους σχέση και εξέλιξη.»

Transcript:

FMIA F. Moukalled L. Mangani M. Darwish An Advanced Introduction with OpenFOAM and Matlab This textbook explores both the theoretical oundation o the Finite Volume Method (FVM) and its applications in omputational Fluid Dynamics (FD). Readers will discover a thorough explanation o the FVM numerics and algorithms used in the simulation o incompressible and compressible luid lows, along with a detailed examination o the components needed or the development o a collocated unstructured pressure-based FD solver. Two particular FD codes are explored. The irst is ufvm, a three-dimensional unstructured pressure-based inite volume academic FD code, implemented within Matlab. The second is OpenFOAM, an open source ramework used in the development o a range o FD programs or the simulation o industrial scale low problems. Moukalled Mangani Darwish Fluid Mechanics and Its Applications 113 Series Editor: A. Thess The Finite Volume Method in omputational Fluid Dynamics With over 220 igures, numerous examples and more than one hundred exercises on FVM numerics, programming, and applications, this textbook is suitable or use in an introductory course on the FVM, in an advanced course on FD algorithms, and as a reerence or FD programmers and researchers. Fluid Mechanics and Its Applications F. Moukalled L. Mangani M. Darwish The Finite Volume Method in omputational Fluid Dynamics The Finite Volume Method in omputational Fluid Dynamics An Advanced Introduction with OpenFOAM and Matlab Engineering ISBN 978-3-319-16873-9 9 783319 168739 omputing the Gradient hapter 09

Gradient in artesian Grids

omputing the Gradient ( δ x) w ( δ x) e φ x e = φ E φ x E x NW N NE = φ E φ δ x e ( δ y) n S n W S w S e E ( Δy) φ x = φ e φ w x e x w = φ E + φ 2 Δx φ + φ W 2 y ( δ y) s SW S ( Δx) S s SE = φ E φ W 2Δx φ x φ y = φ E φ W 2Δx = φ N φ S 2Δy x

Gauss Gradient ( δ x) w ( δ x) e φ dω =! φ ds Ω Ω ( δ y) n NW N S n NE φ Ω =! Ω φ = 1 Ω φ ds φ dω = 1 Ω Ω! Ω φ ds y ( δ y) s W SW S w S ( Δx) S s S e E SE ( Δy) φ = 1 Ω ~ φ S x

omputing the Gradient ( δ x) w ( δ x) e φ = 1 Ω ~ φ S ( δ y) n NW N S n NE 1. ompute ace values over all aces φ = φ N λ + φ 2. Loop over aces and assemble the discrete integral ( 1 λ ) y ( δ y) s W SW S w S ( Δx) S s S e E SE ( Δy) φ S 3. Divide the complete integrals at the center o the cells by the volume x

Gradient in Unstructured Grids

Unstructured Grids y φ dω =! φ ds Ω Ω F 5 F 6 φ Ω = Ω φ = 1 Ω φ dω φ dω = 1 Ω Ω! Ω φ ds S 1 F 1 n 1 1 n 2 1 n 6 6 5 3 2 n3 4 n 4 n 5 F 4 φ = 1 Ω ~ φ S F 2 F 3 x

Gradients at ell Faces F φ = φ N λ + φ ( 1 λ ) φ e F stencil F φ = φ ( φ e dc )e dc + φ φ D d D e dc φ e F stencil

Interpolated Gradient ( φ) F ( φ) ( φ) ( ( φ) e )e F F φ φ F e F e F ( φ) d F ( φ) e F n S d F F ( φ) F ( φ) ( φ) F φ e F stencil

Improved Gauss Gradient

Non-onjunctionality y Non-onjunctional ontrol Volume Dierence between and results in a decrease o the order o accuracy r F F r r S r e z r r r r F S F x y x y onjunctional ontrol Volume r F F r S e z r r F S F r r y x x

Nodal oints F 1 n 1 F 3 F 2 φ V = nv(v ) n=1 nv(v ) n=1 φ n r V r n 1 r V r n n 2 F 4 φ = 1 Ω nb =1 φ S φ = 1 nb φ + φ V 1 V 2 Ω 2 =1 S

Midpoint Rule S S F e F e φ = 1 Ω " φ ' φ = φ ' + ( φ) r r ' ' ( ) φ 1 Ω " φ φ = φ ' + correction = α φ + φ φ = φ ' + correction ( ) = φ ' + ( φ) ' r r ' { ( ) ( r r )} + ( 1 α ) φ N + ( φ) N r r N ( ) r r ( )( φ) N r r N = φ ' + α φ ( ) + 1 α { ( )} ( )

Other Interpolations

Least Square Gradient

Least Square Error φ F φ = ( φ) ( r F r ) distance 1 neighbours distance 2 neighbours 2 ( ) ( r Fk r ) ( φ Fk φ ) k =1..NB(){ } G = φ φ = x k =1..NB() φ + y Δφ k 2 Δφ k = φ Fk φ = ( r Fk r ) i = ( r Fk r ) j G φ x G φ y = 0 = 0

Least Square Gradient φ φ φ 2 x + y + Δz k z Δφ k = 0 φ φ φ 2 x + y + Δz k z Δφ k = 0 φ φ φ 2 Δz k x + y + Δz k z Δφ k = 0 Δz k Δz k Δz k Δz k Δz k Δz k ( φ ) x ( φ ) y ( φ ) z = Δφ k Δφ k Δz k Δφ k

Least Square Gradient φ x and φ x y = = Δφ k Δφ k Δφ k Δφ k w F = 1 r F r 2

Distance 2 Neighbours

Gradient Interpolation

Exercises

1 1 12 13 11 1 2 3 5 1 10 1/3 6 7 4 8 9 0 0.5 1

2 1 2 1 4 3 (0,0)