Dissertação

{pt_PT=Unstructured polyhedral mesh generator with improved grid quality metrics } {} EVALUATED

{pt=Nesta tese, um gerador de malhas em duas dimensões, designado como Formiga (Forced Mesh Im- provement and Generation Algorithm), e capaz de gerar tanto malhas triangulares como poliédricas é desenvolvido com o intuito de melhorar o erro numérico em aplicações com o método de volume finito. Este gerador tem como principal característica o algoritmo de suavização, iterativo, baseado num método das forças. Este algoritmo processa a informação fornecida pelos critérios de qualidade da malha, específicos ao método de volume finito, e desloca os vértices da malha de forma a minimizar os seus valores. Alterações de conectividades em ambos os tipos de malha e rotinas para que o gerador de malhas poliédricas seja capaz de lidar com domínios côncavos são também características basilares deste novo gerador. Durante este trabalho são apresentadas várias malhas, geradas sobre vários casos geométricos com o fim de demonstrar a robustez do algoritmo implementado. São também estabelecidas comparações com outros geradores de malhas triangulares e poliédricas tendo em conta os critérios de qualidade de malha estabelecidos. As malhas geradas são usadas na simulação numérica de problemas com solução analítica para que se comprove que os métodos desenvolvidos surtem o efeito desejado no erro numérico. Como con- sequência deste estudo surge uma comparação entre a precisão de malhas triangulares e poliédricas e também uma comparação entre quatro famílias de esquemas de discretização especificas para malhas não-estruturadas., en=In this Thesis, a two dimensional mesh generator, named Formiga (acronym for Forced Mesh Improve- ment and Generation Algorithm), capable of creating triangular and polyhedral grids is developed with the end goal of increasing numerical accuracy in simulations with the Finite Volume Method. The main characteristic of the generator is the iterative smoothing algorithm based in the forcing approach and Finite Volume specific grid quality metrics, which displaces the vertices of the mesh so that the said metrics are improved. Other important features include the change in mesh connectivities for different cell types and an algorithm to endow the polyhedral meshes with the ability of handling non-convex geometries. Meshes over several geometries are presented to showcase the robustness of the developed algo- rithm and comparisons with other triangular and polyhedral mesh generators are established to prove the quality of the meshes obtained using the proposed approach. These meshes are also used to perform the numerical simulation of problems with a known analytical solution to prove that the applied methods decreases the numerical error. Given that both triangular and polyhedral meshes are tested a comparison between cell shapes is also performed along with a review of four families of discretization schemes for unstructured grids.}
{pt=Gerador de malhas, Malhas poliédricas não estruturadas, Método de Volume Finito, Algoritmo de suavização de malha, Critérios de qualidade da malha, Precisão numérica, en=Mesh generation, Unstructured polyhedral meshes, Finite Volume Method, Grid smoothing algorithm, Grid quality metrics, Numerical accuracy}

Junho 26, 2018, 16:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

José Carlos Fernandes Pereira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

Duarte Manuel Salvador Freire Silva de Albuquerque

Área Científica de Termofluidos e Tecnologias de Conversão de Energia (TTCE)

Investigador Pós-Doutoramento