Eine Finite-Elemente-Methode für nicht-isotherme inkompressible Strömungsprobleme

Löwe, Johannes

dc.contributor.advisor	Lube, Gert Prof. Dr.	de
dc.contributor.author	Löwe, Johannes	de
dc.date.accessioned	2011-10-31T15:27:39Z	de
dc.date.accessioned	2013-01-18T13:23:36Z	de
dc.date.available	2013-01-30T23:51:07Z	de
dc.date.issued	2011-10-31	de
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B3EE-B	de
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2550
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2550
dc.description.abstract	In dieser Dissertation werden verschiedene Teilbereiche der Implementierung eines Lösers für turbulente nicht-isotherme inkompressible Strömungsprobleme betrachtet. Dazu gehören insbesondere die räumliche Diskretisierung mittels eines inf-sup stabilen Finite-Elemente-Verfahrens sowie die zeitliche Diskretisierung mittels implizit / expliziter linearer Mehrschritt- und Runge-Kutta-Verfahren. Es wird weiterhin ein neues LES-Turbulenzmodell vorgestellt, das auf einer diskreten Skalenseparation mittels lokaler L^2-Projektion basiert. Für das räumlich diskretisierte Problem werden a-priori Stabilitäts- und Fehlerabschätzungen analytisch bewiesen. Umfangreiche numerische Experimente zeigen die hohe Genauigkeit des beschriebenen Verfahrens für laminare zeitabhängige Strömungen am Beispiel eines isotherm umströmten Zylinders sowie für stationäre nicht-isotherme Strömungen am Beispiel einer Hohlraumströmung mit temperierten Seitenwänden. Weitere Untersuchungen einer turbulenten nicht-isothermen Hohlraumströmung zeigen bei Verwendung des neuen LES-Turbulenzmodells gute Übereinstimmung der Ergebnisse mit experimentell ermittelten Literaturwerten.	de
dc.format.mimetype	application/pdf	de
dc.language.iso	ger	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/	de
dc.title	Eine Finite-Elemente-Methode für nicht-isotherme inkompressible Strömungsprobleme	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	A finite element method for non-isothermal incompressible fluid flow problems	de
dc.contributor.referee	Lube, Gert Prof. Dr.	de
dc.date.examination	2011-07-14	de
dc.subject.dnb	510 Mathematik	de
dc.description.abstracteng	In this thesis, various aspects of the implementation of a solver for turbulent non-isothermal incompressible flow problems are considered. This includes in particular a spatial discretization using an inf-sup stable Finite-Element method and a temporal discretization using implicit / explicit linear multistep and Runge-Kutta methods. There is also a new LES turbulence model, based on a discrete scale separation using local L^2-projection, presented. For the spatially discretized problem a priori stability and error estimates are proved analytically. Extensive numerical experiments show the high accuracy of the described method for laminar time-dependent computations on the example of an isothermal flow around a cylinder and a stationary non-isothermal flow in a cavity with differentially heated side walls. Further investigations of a turbulent non-isothermal cavity flow show good agreement of the results with experimentally determined values from the literature when the new LES turbulence model is used.	de
dc.contributor.coReferee	Plonka-Hoch, Gerlind Prof. Dr.	de
dc.subject.topic	Mathematics and Computer Science	de
dc.subject.ger	Nicht-isotherme inkompressible Strömungen	de
dc.subject.ger	Finite-Elemente-Methode	de
dc.subject.ger	Large Eddy Simulation	de
dc.subject.ger	Variationelle Multiskalenmethode	de
dc.subject.eng	non-isothermal incompressible fluid flow	de
dc.subject.eng	finite element method	de
dc.subject.eng	large eddy simulation	de
dc.subject.eng	variational multiscale method	de
dc.subject.bk	31.45 Partielle Differentialgleichungen	de
dc.subject.bk	31.76 Numerische Mathematik	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-3198-4	de
dc.identifier.purl	webdoc-3198	de
dc.affiliation.institute	Fakultät für Mathematik und Informatik	de
dc.subject.gokfull	EDFQ 300 Stokes and Navier-Stokes equations	de
dc.subject.gokfull	EGFM 600 Finite elements	de
dc.subject.gokfull	Rayleigh-Ritz and Galerkin methods	de
dc.subject.gokfull	finite methods	de
dc.subject.gokfull	EHGF 650 Direct numerical and large eddy simulation of turbulence	de
dc.identifier.ppn	686701879	de

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Fakultät für Mathematik und Informatik (inkl. GAUSS) [518]

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