An Efficient Strategy to Deliver Understanding of Both Numerical and Practical Aspects When Using Navier-Stokes Equations to Solve Fluid Mechanics Problems

2019

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/fluids4040178
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

An efficient and thorough strategy to introduce undergraduate students to a numerical approach of calculating flow is outlined. First, the basic steps, especially discretization, involved when solving Navier-Stokes equations using a finite-volume method for incompressible steady-state flow are developed with the main aim being for the students to follow through from the mathematical description of a given problem to the final solution of the governing equations in a transparent way. The well-known ‘driven-cavity’ problem is used as the problem for testing coding written by the students, and the Navier-Stokes equations are initially cast in the vorticity-streamfunction form. This is followed by moving on to a solution method using the primitive variables and discussion of details such as, closure of the Navier-Stokes equations using turbulence modelling, appropriate meshing within the computation domain, various boundary conditions, properties of fluids, and the important methods for determining that a convergence solution has been reached. Such a course is found to be an efficient and transparent approach for introducing students to computational fluid dynamics.