Dissertations / Theses on the topic 'SPH'
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Akinci, Gizem [Verfasser], and Matthias [Akademischer Betreuer] Teschner. "Efficient surface reconstruction for SPH fluids = Effiziente Oberflächenrekonstruktion für SPH Flüssigkeiten." Freiburg : Universität, 2014. http://d-nb.info/1114829315/34.
Full textJESUS, E. M. "Operadores SPH sobre variedades." Universidade Federal do Espírito Santo, 2017. http://repositorio.ufes.br/handle/10/7408.
Full textEste projeto propõe uma extensão do método SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) [1] para variedade diferenciáveis. Inicialmente desenvolvido no Rn, o método SPH baseia-se no conceito de representação integral que não é estendido de forma natural para variedade. No entanto, este conceito pode ser aplicado ao espaço tangente da variedade. Sendo assim, impondo algumas condições a variedade, o método SPH poderá ser aplicado à pontos projetados no espaço tangente de cada partícula [2]. Esta abordagem resulta numa boa aproximação para os operadores diferenciais sobre a variedade, sendo assim considerada uma generalização consistente do método. Estes operadores generalizados serão utilizados na Decomposição de Helmhotz-Hodge e análise de campos vetoriais [3], simulação de fluidos incompressíveis, resolução de equações clássicas como a equação da onda, equação do calor, dentre outras, sobre variedades. Bibliografia: 1) Liu, Gui-Rong e Liu, M.B. "Smoothed Particle Hydrodynamics: A Meshfree Particle Method". World Scientific, 2003 2) Petronetto, Fabiano, et al. "Mesh-Free Discrete Laplace-Beltrami Operator". Computer Graphics Forum, 2013. 3) Petronetto, Fabiano, et al. "Meshless helmholtz-hodge decomposition". IEEE transactions on visualization and computer graphics, 2010. 4) Mercier, Olivier, et. al. "Surface turbulence for particle-based liquid simulations". ACM Transactions on Graphics (TOG), 2015.
SILVA, César Leonardo Barbosa da. "Condições de contorno em SPH." Universidade Federal de Pernambuco, 2017. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/23924.
Full textMade available in DSpace on 2018-03-12T18:36:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Condições de Contorno em SPH.pdf: 3948796 bytes, checksum: 56af592704db440fbf4865e764d28120 (MD5) Previous issue date: 2017-03-02
CAPES
Nesta dissertação será apresentado o método SPH - Smoothed Particle Hydrodynamics, - em português, Hidrodinâmica da Partícula Suavizada, um método sem malhas baseado em distribuições de partículas. O método foi inicialmente desenvolvido, em 1988, para simulações de sistemas astronômicos, onde as grandezas envolvidas sofrem variações bruscas e e grandes. Seus criadores desejavam um método que fosse fácil de se trabalhar e que, em contrapartida, fornecesse uma precisão coerente. O SPH é muito utilizado em aplicações em sistemas fluidos ou granulares, mas nada impede, e muito tem sido feito, de se aplicar a sistemas sólidos e de alta viscosidade. O SPH, em comparação com, por exemplo, Método do Elemento Finito, apresenta a grande vantagem de não sofrer com as grandes deformaç oes, em virtude de sua natureza particular. Neste trabalho estabeleceremos os fundamentos matemáticos que são a essência método. Serão exibidas algumas de suas aplicações e discutidas as principais condições de contorno utilizadas pelos pesquisadores da área, bem como proposta uma condição funcional que será simulada. Por fim, os resultados serão comparados com alguns outros trabalhos desenvolvidos por outros pesquisadores na área.
The SPH- Smoothed Particle Hydrodynamics-, in portuguese, Hidrodinâmica da Partícula Suavizada, will be presented. It is a meshless method based on particles distributions. The method was initially developed in 1988 for simulations of astronomical systems, where the quantities involved suffer abrupt and large variations. Its creators wanted a method that was easy to work with and, on the counterpart, would give a coherent precision. The SPH is mainly applied to fluid or granular systems but can be applied to solid or high viscous systems. The SPH method in comparison, for example, to Finite Element Method, shows a great advantage once do not have the problem when treating large deformations, in virtue of his particular nature. In this dissertation will be presented the mathematical foundations that are the essence of the method. It will be exhibited some of their applications and some of the major boundary conditions used by the researchers in the subject. It will be also proposed a functional condition to be simulated. Finely, the results will be compared to some other simulations developed by researchers in this area.
Escartín, Vigo José Antonio. "ISFAA : Implicit SPH for astrophysical apllications." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2016. http://hdl.handle.net/10803/384002.
Full textLa simulación mediante ordenador es una de las herramientas básicas de la Astrofísica moderna. Los procesos de gran escala temporal son imposibles de tratar con enfoques explícitos ya que estos se encuentran limitados, en su paso de tiempo máximo, por la restricción conocida como condición de Courant-Friedrichs-Lewy. Para utilizar los enfoques implícitos se genera un sistema de ecuaciones algebraicas acopladas, habitualmente resuelto con un esquema de Newton-Raphson y compuesto por todas las ecuaciones de cada uno de los puntos de resolución del modelo. El coste computacional de resolución aumenta sustancialmente con el número de incógnitas que han de determinarse a cada paso de tiempo. Las propiedades del siguiente paso de tiempo dependen de los valores de las variables desconocidas en dicho paso de tiempo y por tanto todas han de ser calculadas simultáneamente. La consecuencia es que todo el sistema de ecuaciones se ha de resolver conjuntamente realizando la inversión de una matriz dispersa enorme (la matriz es cuadrada y tiene un tamaño de n*v, siendo n el numero de partículas y v el número de variables independientes del sistema). Debido a esta restricción, la hidrodinámica implícita históricamente ha sido aplicada a sistemas en una sola dimensión. Para su implementación multidimensional sería interesante utilizar un enfoque lagrangiano como el suavizado de partículas hidrodinámicas denominado "Smooth Particle Hydrodynamics" ó SPH. La técnica se viene aplicando con éxito al campo de la astrofísica, la cosmología y diferentes problemas de la física de fluidos. El SPH integra las ecuaciones de la dinámica de fluidos en cada punto del formalismo lagrangiano (denominado partícula por tener una masa asociada) calculando velocidad, posición, densidad y presión como una interpolación de los valores de las partículas vecinas. Los métodos lagrangianos, a diferencia de los eulerianos, no necesitan de una malla regular que cubra la totalidad del espacio de integración, por tanto, la memoria y el tiempo de cálculo no se desperdician en la resolución de espacios vacíos. Los fluidos se descomponen en un conjunto de partículas donde podemos tratar numéricamente de forma más sencilla el movimiento en tres dimensiones derivado de las fuerzas de presión y auto-gravedad. El objetivo de esta tesis es detallar las principales características y la implementación de un nuevo código SPH, con un enfoque implícito, al que hemos denominado ISFAA (Implicit SPH for Astrophysical Applications). Este código amplia el trabajo previo de Knapp. C., 2000 e incluye el esquema físico más actual del SPH (basado en el principio variacional), viscosidad artificial, gravedad y conductividad térmica. Dado el enorme esfuerzo que supone construir y validar un nuevo código SPH, se pretende que en el futuro su utilidad se extienda al mayor número posible de escenarios. Con este fin se ha optado por un diseño modular que separe el tratamiento general del código de la implementación concreta de ecuaciones evolutivas básicas y de las propiedades del material (ecuación de estado, viscosidad artificial, etc.). Además, para la resolución del sistema de ecuaciones se utiliza la biblioteca de algoritmos paralelos PARDISO, que incorpora la librería Intel MKL y que en el futuro tendrá mejoras que impactarán positivamente en el código. Para comprobar la corrección del código y probar cada uno de los ingredientes físicos, se especifican una serie de test básicos (Explosión puntual, The wall heating shock, inestabilidades de Rayleigh-Taylor, caída libre, etc.) y una serie de test con gravedad (Toy Star, estabilización de una estrella de masa solar y una enana blanca). Por último se muestra la evolución de un sistema cuasiestático, en el que las velocidades no se encuentran explícitamente en el modelo. Este test está orientado a demostrar que el código implícito podría aplicarse con éxito en estas situaciones, consiguiendo simular el sistema en largos intervalos temporales.
Schindler, Benjamin. "Visualization of vortices in SPH data." Zurich : ETH, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Department of Computer Science, Computer Graphics Laboratory, 2009. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=dipl&nr=460.
Full textChow, Alex. "Incompressible SPH (ISPH) on the GPU." Thesis, University of Manchester, 2018. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/incompressible-sph-isph-on-the-gpu(b569f890-78f1-42c2-b9d4-7082b45f45c8).html.
Full textPenzhorn, Karl. "Consistency and convergence of SPH approximations." Master's thesis, University of Cape Town, 2009. http://hdl.handle.net/11427/12365.
Full textIncludes abstract.
This thesis is about a new approach to SPH. Instead of using a single kernel or shape function for approximation of a function and its derivatives, individual shape functions are used for each derivative. The investigation is carried out in one space dimension. After producing the conditions for consistency and convergence for the zeroth, first and second derivatives, a new set of linear or piecewise-linear shape functions which meet the minimum of these requirements are presented for each.
Joshi, Shrey. "Modélisation de l'érosion de cavitation par SPH." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI080/document.
Full textThe thesis is focused on development of a Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) Fluid-Structure Interaction (FSI) cavitation solver to understand the phenomenon of material deformation under cavitation load better. This summary presents a brief overview of the methodology used to solve a fluid-structure interaction simulation of a bubble collapse over a deformable solid medium. The fluid solver and the solid solver are validated against Rayleigh-Plesset spherical bubble collapse case and FEM solver respectively. The fluid solver is developed using an open source SPH code SPHYSICS_2D, the code is changed from 2D to 2D axisymmetric. The solid SPH solver is developed in-house in 2D axisymmetric, a novel scheme is derived to solve typical issues near symmetry axis in the solid axisymmetric SPH solver. The solid solver has the capability to solve for non-linear isotropic hardening with strain rate effects (commonly known as Johnson-Cook plasticity model).A case each for a detached and an attached cavity is simulated using the FSI solver, the results show that for the same magnitude of pressure wave initiating the collapse and the same size of the bubble, the micro-jet can produce twice the maximum plastic deformation compared to a shock wave, hence a micro-jet dominated impact would exhibit a smaller incubation time compared to the detached cavity. It is also observed that the volume of material that is plastically deformed in case of a micro-jet is miniscule compared to a shock wave impact (almost 800 times smaller). This would imply that even though the incubation time for material erosion might be lower for a micro jet collapse, the shock wave can plastify a much larger volume of material and so the erosion rate should be higher for a shock wave impact. Hence it could be inferred that the material erosion ability of a shock wave is much higher than a micro-jet.An important and novel finding in the present study is the response of the material for a detached cavity where plastic deformation does not occur at the center of collapse but at an offset from the center. The results show that even though the pressure experienced by the material is the highest at the center, it does not produce the maximum plastic deformation. This is for the first time that such a phenomenon is reported in cavitation studies, we find that the phenomenon is linked to inertial effects where the material does not respond to the load as the rate of loading and unloading is extremely high. The effect is linked to the high loading and unloading rate near the center of the collapse due to the flat geometry of the solid medium. The study clearly demonstrate that maximum pressure does not always correspond to the location of maximum plastic deformation or material erosion.Fluid-Structure Interaction simulations for different stand-off ratios, driving pressure and bubble radius have been computed. Results show that for varying stand-off ratio while keeping the bubble radius and driving pressure constant, the attached cavities (SR<=1) show a higher plastic strain magnitude and a higher absorbed energy density which would suggest a quicker incubation time. However, the volume of plastic defamation zone is much lower in attached cavities thus the total absorbed energy and the erosion rate would be higher for a detached cavity compared to an attached one.The strain rate effects suggest that the magnitude of plastic strain is over predicted while using plasticity models that do not use strain rate sensitivity. The over prediction of the magnitude of plastic strain of around 60% for detached cavities presented in the paper and around 200% for attached cavities presented in the paper is observed. This would lead to an under prediction of incubation time and over prediction of erosion rate while using strain rate insensitive plasticity models
Viau, Serge. "Transfert radiatif numérique pour un code SPH." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp05/NQ62106.pdf.
Full textCullen, Lee. "SPH and its application to stellar disruption." Thesis, University of Leicester, 2010. http://hdl.handle.net/2381/8577.
Full textBARBOSA, D. A. "Estudo Numérico do Sloshing Utilizando Método SPH." Universidade Federal do Espírito Santo, 2018. http://repositorio.ufes.br/handle/10/9458.
Full textRESUMO A crescente explotação de petróleo offshore e consequente aumento no número de plataformas FPSO e embarcações para o transporte deste fluido exige atenção cada vez maior aos efeitos produzidos pela oscilação da superfície livre em tanques de transporte e armazenamento de petróleo líquido e gás liquefeito. Nesta Tese, um estudo sobre os impactos nas paredes laterais de contêineres retangulares provocados pelo sloshing é proposto. Para esta tarefa recuperamos três testes experimentais realizados por autores distintos dos quais dois simularam em escala reduzida o comportamento de tanques sob a ação de forças horizontais e um terceiro o movimento de arfagem com o tanque sobre uma plataforma do tipo pêndulo invertido. Os dados quantitativos e qualitativos da pressão hidrodinâmica sobre as bordas foram coletadas a partir de transdutores instalados nas paredes dos recipientes. Estes dados foram aproveitados para validar o modelo proposto que reproduziu com boa qualidade o perfil do escoamento, bem como o carregamento hidrodinâmico em todos os cenários. Nosso modelo foi pautado no método lagrangiano de partículas livres (sem malha) conhecido como SMOOTHED PARTICLE HYDRODYNAMISC SPH, que em sua forma genuína para escoamento de fluidos incompressível faz uso da força oriunda do potencial de Lennard-Jones para manter as partículas no interior do domínio. Contribuições ao método também foram realizadas: como a alteração no sistema de busca de partículas vizinhas; propor uma relação entre o número de partículas virtuais e comprimento de suavização; e apontamento para um número ótimo de partículas de contorno. Porém a contribuição de maior relevância foi à criação de uma nova técnica de tratamento do contorno utilizando a FORÇA DE COULOMB, que se mostrou mais robusta do que a técnica clássica. A modelagem matemática passou pelas equações da conservação da massa e conservação de momento linear. Com isso, simulações com diferentes geometrias foram feitas e após a identificação das causas e efeitos produzidos pelo sloshing, mecanismos de supressão foram instalados no interior dos tanques. Os testes seguiram com defletores de duas alturas distintas e com defletores em forma de seta atuando como aletas. Todos os baffles se mostraram eficientes na redução das tensões normais, contudo aqueles na forma de seta se apresentaram superiores aos baffles verticais padrão, indicando que uma morfologia adequada pode reduzir os danos gerados pelo sloshing.
Buonomo, Umberto. "Tree-SPH code EvoL: profiling and optimization." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2012. http://hdl.handle.net/11577/3422492.
Full textQuesta tesi è parte di un più ampio progetto dedicato alla comprensione e alla modellizzazione della formazione ed evoluzione delle galassie da diversi punti di vista: formazione di strutture cosmologiche a tutte le scale e formazione ed evoluzione della singole entità fatte di materia oscura e barionica. La tesi ha due obiettivi fondamentali intimamente legati. Il primo di natura astrofisica è già stato toccato e riguarda lo sviluppo di uno scenario puramente teorico per la formazione ed evoluzione delle galassie in contesto cosmologico. Data la complessità dei sistemi fisici studiati, il lavoro è fortemente basato su simulazioni numeriche che richiedono appropriati codici in grado di seguire la complessa fisica delle galassie. Pertanto, il secondo obiettivo riguarda l’ottimizzazione del codice numerico secondo i paradigmi della moderna scienza computazionale. Infatti, la complessità dei fenomeni fisici considerati, rende il codice più dettagliato da un punto di vista fisico, ma allo stesso tempo, lo rallenta al punto che non può essere direttamente utilizzato in modo sistematico, a meno che non vengano applicate sofisticate tecniche di ottimizzazione per ridurne drasticamente i tempi di calcolo. In questa tesi ho studiato il problema della ottimizzazione di codici numerici in architetture seriali e parallele e le strategie adottate per renderli più veloci, con particolare attenzione al codice EvoL interamente scritto in casa e ampiamente utilizzato il gruppo di Padova. Per sviluppare e ottimizzare un codice come EvoL sono necessarie competenze specifiche che vanno dalla astrofisica classica alla “computer science”. In sintesi, ho esaminato alcuni aspetti importanti del comportamento generale del codice e illustrato le diverse strategie applicate per ottimizzarlo. In particolare ho analizzato la risposta di un codice in situazioni diverse mettendo in evidenza i limiti globali, le routine di calcolo che spendono più tempo, e l’importanza delle comunicazioni MPI. Viene poi presentato il codice evolutivo e il suo contenuto fisico: EvoL è l’ultima versione del codice numerico lagrangiano sviluppato a Padova da C. Chiosi e collaboratori (Carraro et al. 1998; Merlin et al. 2010) basato sui classici algoritmi Tree-code (Barnes and Hut 1986) e SPH (Lucy 1977). Riporto il nuovo trattamento fisico del mezzo interstellare attraverso i codici recentemente sviluppati ROBO e MaNN, e l’implementazione del modello in EvoL. Ancora, vengono descritte le metodologie usate per valutare l’efficienza complessiva di EvoL, e le varie ottimizzazioni applicate; si descrivono anche i risultati ottenuti utilizzando il codice. Prima sono illustrati i diversi miglioramenti fisici che abbiamo incluso in EvoL, e i relativi tests idrodinamici fatti per validare il suo contenuto fisico. Successivamente si descrivono i due studi dedicati al trattamento del mezzo interstellare, della sua chimica, delle sue proprietà termodinamiche. Infine presentiamo una nuova serie di modelli di galassie “early type”, ottenute da condizioni iniziali cosmologiche variando la massa iniziale e il contrasto di densità rispetto al fondo cosmologico, e la loro successiva evoluzione. Particolare attenzione è rivolta al diverso ruolo svolto dal contrasto densità di materia oscura nel proto-alone e la densità della materia barionica (gas) necessaria per avviare il processo di formazione stellare. In generale, mentre le proto-galassie di grande massa danno origine ad un singolo episodio di formazione stellare che avviene precocemente nel corso della storia evolutiva della galassia, le proto-galassie di piccola massa hanno una storia di formazione stellare più complicata, con una serie di episodi di intensità variabile spesso interrotti da periodi di quiescenza.
Lagergren, Mattias. "GPU accelerated SPH simulation of fluids for VFX." Thesis, Linköping University, Visual Information Technology and Applications (VITA), 2010. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-57320.
Full textDolag, Klaus. "SPH-Simulationen der Entwicklung von Magnetfeldern in Galaxienhaufen." Diss., lmu, 2000. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:19-2773.
Full textEriksson, Jonas. "Evaluation of SPH for hydrodynamic modeling,using DualSPHysics." Thesis, Uppsala universitet, Avdelningen för beräkningsvetenskap, 2018. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-339557.
Full textAta, Riadh. "Écoulements à surface libre avec la méthode SPH." Mémoire, École de technologie supérieure, 2002. http://espace.etsmtl.ca/821/1/ATA_Riadh.pdf.
Full textTakata, Adriano Sueke [UNESP]. "Aspectos teórico-numéricos dos métodos SPH e MPS." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2015. http://hdl.handle.net/11449/128166.
Full textCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Atualmente, devido ao grande avanço tecnológico o uso dos métodos de partículas vêm ganhando espaço nas simulações de escoamento de fluido. O primeiro método de partículas a ser desenvolvido foi o Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) que se mostrou bastante eficiente para problemas de escoamento compressível, mas ineficiente para escoamento incompressível. Desta forma, surgiu algumas estratégias para resolver problemas de escoamento incompressível como o Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH) e o Moving Particle Semi-Implicit (MPS); em ambos os métodos a pressão é atualizada por um equação de Poisson. Portanto para obter uma boa aproximação das equações de Navier-Stokes é necessário antes ter uma boa aproximação da equação de Poisson. Neste trabalho são abordados os métodos de partículas Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) e Moving Particle Semi-Implicit (MPS). A discretização dos operadores diferenciais por esses métodos é feita por meio da aproximação do núcleo e também por partículas. Um estudo comparativo entre discretização foram efetuadas. Afim de saber se os parâmetros utilizados na literatura dos métodos de partículas SPH e MPS dão uma boa solução para equação de Poisson foram realizados vários testes variando os parâmetros com e sem o tratamento de fronteira. Neste trabalho também foi proposta uma estratégia para resolver o problema de oscilação na solução da equação de advecção com descontinuidade nas condições iniciais e os resultados foram bem satisfatório
Currently, due to the technological advances the use of particle methods is gaining ground in the simulations of fluid flow. The first particle method to be developed was the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) that was very efficient for compressible flow problems, but inefficient for incompressible ones. Thus, there was some strategy to solve incompressible flow problems as the incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH) and the Moving Particle Semi-Implicit (MPS); in both methods the pressure is updated by a Poisson equation. For an approximation of the Navier-Stokes equations it is first needed a good approximation for the Poisson equation. This paper discusses the following particles methods: Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) and Moving Particle Semi-Implicit (MPS). The discretization of differential operators by these methods is done through the approximation of the kernel and also by particles. A comparative study of different discretizations were made. In order to know if the parameters used in the literature for the SPH and MPS methods provide a good solution for Poisson equation, have been performed several tests by varying the parameters with and without the borders treatment. This work also proposed a strategy to solve the oscillation problem in advection equation with discontinuity in the initial conditions and the results were very satisfactory
Takata, Adriano Sueke. "Aspectos teórico-numéricos dos métodos SPH e MPS /." Presidente Prudente, 2015. http://hdl.handle.net/11449/128166.
Full textBanca: Gilcilene Sanchez de Paulo
Banca: Afonso Paiva Neto
Resumo: Atualmente, devido ao grande avanço tecnológico o uso dos métodos de partículas vêm ganhando espaço nas simulações de escoamento de fluido. O primeiro método de partículas a ser desenvolvido foi o Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) que se mostrou bastante eficiente para problemas de escoamento compressível, mas ineficiente para escoamento incompressível. Desta forma, surgiu algumas estratégias para resolver problemas de escoamento incompressível como o Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH) e o Moving Particle Semi-Implicit (MPS); em ambos os métodos a pressão é atualizada por um equação de Poisson. Portanto para obter uma boa aproximação das equações de Navier-Stokes é necessário antes ter uma boa aproximação da equação de Poisson. Neste trabalho são abordados os métodos de partículas Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) e Moving Particle Semi-Implicit (MPS). A discretização dos operadores diferenciais por esses métodos é feita por meio da aproximação do núcleo e também por partículas. Um estudo comparativo entre discretização foram efetuadas. Afim de saber se os parâmetros utilizados na literatura dos métodos de partículas SPH e MPS dão uma boa solução para equação de Poisson foram realizados vários testes variando os parâmetros com e sem o tratamento de fronteira. Neste trabalho também foi proposta uma estratégia para resolver o problema de oscilação na solução da equação de advecção com descontinuidade nas condições iniciais e os resultados foram bem satisfatório
Abstract: Currently, due to the technological advances the use of particle methods is gaining ground in the simulations of fluid flow. The first particle method to be developed was the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) that was very efficient for compressible flow problems, but inefficient for incompressible ones. Thus, there was some strategy to solve incompressible flow problems as the incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH) and the Moving Particle Semi-Implicit (MPS); in both methods the pressure is updated by a Poisson equation. For an approximation of the Navier-Stokes equations it is first needed a good approximation for the Poisson equation. This paper discusses the following particles methods: Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) and Moving Particle Semi-Implicit (MPS). The discretization of differential operators by these methods is done through the approximation of the kernel and also by particles. A comparative study of different discretizations were made. In order to know if the parameters used in the literature for the SPH and MPS methods provide a good solution for Poisson equation, have been performed several tests by varying the parameters with and without the borders treatment. This work also proposed a strategy to solve the oscillation problem in advection equation with discontinuity in the initial conditions and the results were very satisfactory
Mestre
VITANZA, Enrico. "Application of SPH numerical procedures to hydraulic problems." Doctoral thesis, Università degli Studi di Palermo, 2014. http://hdl.handle.net/10447/91267.
Full textLe, Goff Jean-Marie. "Navier-Stokes modellingof offshore wind turbinesusing the SPH method." Thesis, KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM), 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-216161.
Full textPeer, Andreas [Verfasser], and Matthias [Akademischer Betreuer] Teschner. "Implicit SPH formulations for viscous fluids and elastic solids." Freiburg : Universität, 2019. http://d-nb.info/1188195956/34.
Full textKrimi, Abdelkader. "Modélisation des écoulements fluide multiphasiques avec une approche SPH." Thesis, Paris, ENSAM, 2018. http://www.theses.fr/2018ENAM0004/document.
Full textSmoothed Particle Hydrodynamics (SPH) is a Lagrangian gridless method developed initially to simulate astrophysical phenomena, and since it has been known for a large number of applications, especially for fluid flow simulations. Contrary to the grid-based method, the SPH method can handle free surface and interfacial fluid flow simulation including large deformations naturally and without the need for any specific treatment. In this thesis a SPH modeling of multiphase fluid flows has been achieved with consideration of different complexities ( free surface and interfacial fluid flows) and natures (simulation of fluids, soil and both in interactions). A consistent weakly compressible SPH model (WCSPH) has been proposed to simulate interfacial multiphase fluid flows with more than two fluid phases. This model includes a new expression of the surface tension force using a first order consistency SPH operator. A modification to the well known generalized wall boundary condition have been brought in order to be applied to multiphase fluid flow with large density and viscosity ratios. A new pressure-based constitutive law named RBMC-αμ (Regularized Bingham Mohr Coulomb with αμ is free parameter) has been developed in this thesis. This model can simulate fluids (Newtonian, Binghamton), soils (cohesive, frictional) and both in interactions. Because the previous model is pressure sensitive, an extension of δ-SPH diffusive term has been proposed for multiphase fluid flows to overcome the hight frequency pressure oscillations due to the determination of pressure from an equation of state. The validation and application of the developed models have been shown in this thesis through several test-cases of increasing difficulty
Hendra, Aditya. "Accelerating Fluids Simulation Using SPH and Implementation on GPU." Thesis, Uppsala universitet, Institutionen för informationsteknologi, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-269807.
Full textFourtakas, Georgios. "Modelling multi-phase flows in nuclear decommissioning using SPH." Thesis, University of Manchester, 2014. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/modelling-multiphase-flows-in-nuclear-decommissioning-using-sph(f5ed0b5b-ea62-431a-bb6e-a18635d396bc).html.
Full textXenakis, Antonios. "Modelling multi-phase non-Newtonian flows using incompressible SPH." Thesis, University of Manchester, 2016. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/modelling-multiphase-nonnewtonian-flows-using-incompressible-sph(e7157868-b2df-4b78-be10-b980eeef31d8).html.
Full textGreen, Mashy David. "Sloshing simulations with the smoothed particle hydrodynamics (SPH) method." Thesis, Imperial College London, 2016. http://hdl.handle.net/10044/1/45367.
Full textBand, Stefan [Verfasser], and Matthias [Akademischer Betreuer] Teschner. "Boundary handling and neighbor search in iterative incompressible SPH." Freiburg : Universität, 2020. http://d-nb.info/1214592759/34.
Full textTaylor, Paul A. "Understanding long-duration gamma-ray bursts : modelling collapsars with SPH." Thesis, University of Oxford, 2008. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.497107.
Full textNAKAMURA, FABIO ISSAO. "FLUID INTERACTIVE ANIMATION BASED ON PARTICLE SYSTEM USING SPH METHOD." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2007. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=10087@1.
Full textNeste trabalho foi feito um estudo investigativo sobre animação de fluidos utilizando sistemas de partículas. Baseado nas propostas apresentadas por Muller et al., esta dissertação objetiva investigar e compreender o uso do método Lagrangeano baseado em partículas, conhecido como Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), para simulação de fluidos. A validação do método foi feita através da implementação de uma biblioteca capaz de animar fluidos a taxas interativas. Para testar a eficácia e eficiência do método, a biblioteca desenvolvida permite a instanciação de diferentes configurações, incluindo o tratamento de colisões do fluido com obstáculos, o tratamento da interação entre dois fluidos distintos e o tratamento de forças externas exercidas pelo usuário via um mecanismo de interação.
This work investigates the use of particle-based system for fluid animation. Based on proposals presented by Müller et al., the goal of this dissertation is to investigate and fully understand the use of a Lagrangian method known as Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) for fluid simulations. A library has been implemented in order to validate the method for fluid animation at interactive rate. To demonstrate the method effectiveness and efficiency, the resulting library allows the instantiation of different configurations, including the treatment of fluid-obstacle collisions, interaction between two distinct fluids, and fluid-user interaction.
CARMO, FABIANO PETRONETTO DO. "POISSON EQUATION AND THE HELMHOLTZ-HODGE DECOMPOSITION WITH SPH OPERATORS." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2008. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=12140@1.
Full textFUNDAÇÃO DE APOIO À PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
A equação diferencial parcial de Poisson é de fundamental importância em várias áreas de pesquisa, dentre elas: matemática, física e engenharia. Para resolvê-la numericamente utilizam-se vários métodos, tais como os já tradicionais métodos das diferenças finitas e dos elementos finitos. Este trabalho propõe um método para resolver a equação de Poisson, utilizando uma abordagem de sistema de partículas conhecido como SPH, do inglês Smoothed Particles Hydrodynamics. O método proposto para a solução da equação de Poisson e os operadores diferenciais discretos definidos no método SPH, chamados de operadores SPH, são utilizados neste trabalho em duas aplicações: na decomposição de campos vetoriais; e na simulação numérica de escoamentos de fluidos monofásicos e bifásicos utilizando a equação de Navier-Stokes.
Poisson`s equation is of fundamental importance in many research areas in engineering and the mathematical and physical sciences. Its numerical solution uses several approaches among them finite differences and finite elements. In this work we propose a method to solve Poisson`s equation using the particle method known as SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics). The proposed method together with an accurate analysis of the discrete differential operators defined by SPH are applied in two related situations: the Hodge-Helmholtz vector field decomposition and the numerical simulation of the Navier-Stokes equations.
Cartwright, Annabel. "SPH simulation of the formation and evolution of protoplanetary disks." Thesis, Cardiff University, 2006. http://orca.cf.ac.uk/56122/.
Full textAlmeida, Ana Carolina de. "Expressão de SIRP'alfa' e SPH-1 na anemia hemolitica autoimune." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/308297.
Full textTese (doutorado)- Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Made available in DSpace on 2018-08-13T18:06:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_AnaCarolinade_D.pdf: 1227023 bytes, checksum: 25438a379e180eeb0d1972b464b909b0 (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: SIRP 'alfa'(Signal Regulatory Protein 'alfa') é um receptor que medeia funções inibidoras em fagócitos. Sua ativação e conseqüente fosforilação dos ITIMs ocorre pela ligação ao CD47 presente na membrana dos eritrócitos, e permite o recrutamento e a ativação de SHP-1, a qual desfosforila substratos específicos envolvidos na mediação de diversos efeitos fisiológicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o papel da dexametasona (dexa) e de IFN?/TNFa sobre a expressão de SIRPa e SHP-1; a consequência desta regulação sobre a eritrofagocitose; e o nível de expressão gênica de SIRPa e SHP-1 em monócitos de pacientes com anemia hemolítica autoimune (AHAI) antes e depois de corticoterapia. Monócitos de doadores sadios e células mielomonocíticas U937 foram cultivados por 48 horas com dexa (1µM) ou IFN? (100U/ml) e TNFa (1000U/ml), por 6 horas com Hemina® (30uM), ou por 72 horas com prednisolona (0,15 e 1mg/l). Monócitos foram isolados de pacientes com AHAI antes e depois da corticoterapia. A expressão gênica de SIRPa e SHP-1 foi determinada por PCR em Tempo Real, a expressão protéica de SIRPa e SHP-1 foi determinada por Western Blotting, e a capacidade de eritrofagocitose foi determinada por microscopia. IFN? e TNFa, in vitro, promoveram o aumento da expressão gênica e protéica de SIRPa e a expressão gênica de SHP-1, em paralelo com a redução da capacidade de eritrofagocitose em monócitos normais. Em contrapartida, embora tenha aumentado a expressão gênica de SIRPa e SHP-1, dexa in vitro não alterou a expressão destas proteínas, assim como não alterou a capacidade de eritrofagocitose de monócitos normais. A expressão gênica de SIRPa e SHP-1 foi maior em monócitos de pacientes com AHAI em comparação a doadores sadios. Após corticoterapia, a expressão gênica de SIRPa e SHP-1 em monócitos de pacientes com AHAI se mostrou similar a doadores sadios. Pacientes com AHAI estudados antes da corticoterapia apresentaram baixos níveis de hemoglobina e após corticoterapia esse índice de mostrou normal. A expressão gênica de SIRPa foi aumentada pela cultura de monócitos com hemina, mas a expressão de proteína permaneceu a mesma. Nossos resultados confirmam o papel fundamental da SIRPa na regulação da eritrofagocitose e sugere que a expressão de mRNA de SIRPa em monócitos de pacientes com AHAI antes de corticoterapia é aumentada pela liberação de heme, e que a redução da expressão gênica de SIRPa após corticoterapia se deve a um efeito indireto desta droga pela redução da eritrofagocitose e diminuição da disponibilidade de heme.
Abstract: SIRPa (Signal Regulatory Protein a) is an inhibitory receptor in phagocytes. Its activation and consequent phosphorylation of ITIMs occurs by the binding to CD47 on erythrocyte membrane, what allows SHP-1 recruitment, which dephosphorylates specific substrates involved in the mediation of several physiologic effects. The aim of this work was to determine the role of dexamethasone and IFN?/TNFa upon SIRPa and SHP-1 expression, and the consequence of this regulation over erythrophagocytosis; and to evaluate the regulation of SIRPa and SHP-1 in peripheral blood monocytes (PBM) of autoimmune hemolytic anemia (AIHA) patients before and after glucocorticoid (GC) therapy. PBM from healthy donors and U937 myelomonocytic cells were cultured for 48 hours with dexamethasone (1µM) or IFN? (100U/ml) and TNFa (1000U/ml), for 6 hours with Hemin (30uM), or for 72 hours with prednisolone (0.15 and 1mg/l). PBM were isolated from AIHA patients under GC therapy or not. SIRPa and SHP-1 gene expression was determined by Real Time PCR, SIRPa and SHP-1 protein level was determined by Western Blotting, and erythrophagocytosis was determined by microscopy. IFN? and TNFa increased SIRPa gene and protein expression and SHP-1 gene expression, in parallel with a decrease in erythrophagocytosis ability in PBM. On the other hand, although SIRPa and SHP-1 gene expression was significantly increased, dexamethasone did not alter SIRPa and SHP-1 protein expression, and did not alter erythrophagocytosis ability in monocytes. SIRPa and SHP-1 expression was significantly higher in PBM from AIHA patients compared to normal. After GC therapy, SIRPa and SHP-1 expression was similar in PBM of AIHA patients compared to healthy donors. AIHA patients studied before glucocorticoid therapy showed low hemoglobin and after glucocorticoid therapy the level of hemoglobin was normal. SIRPa gene expression was increased by culture with hemin, but protein expression remained the same. Our results confirm the key role of SIRPa in erythrophagocytosis regulation and suggest that SIRPa mRNA expression in AIHA patients before glucocorticoid therapy is increased by heme release, and the decrease of SIRPa gene expression after glucocorticoid therapy is due to an indirect effect of this drug by the reduction of erythophagocytosis and free heme availability.
Doutorado
Doutor em Farmacologia
Queiroz, Tiago Etiene. "Animação computacional de escoamento de fluidos utilizando o método SPH." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-10112008-110933/.
Full textSince the late 70s, there is a growing interest in physically-based simulations due to its increasing range of application. Among these simulations, we may highlight interaction between rigid, elastic, plastic and breakable bodies and also fluids. In this work, one of these phenomena, fluid flow, is simulated using a technique known as Smoothed Particle Hydrodynamics, a meshless lagrangean method that solves the equations of the flow behavior of fluids. There are several advantages of meshless methods over mesh-based methods, for instance, the material properties are translated along with particles as a function of time and the ability to handle arbitrary deformations. Among the disadvantages, we may highlight a problem related to the gain of energy by the system and stability issues. In order to handle this, we used an approach based on the law of conservation of energy: in an isolated system the total energy remains constant and cannot be created or destroyed. Based on this, we used a technique that bounds the total energy and the simulation becomes less sensitive to initial conditions
LACOME, JEAN-LUC. "Analyse de la methode particulaire sph applications a la detonique." Toulouse, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAT0006.
Full textFonty, Thomas. "Modélisation de l’entraînement d’air dans l'eau avec la méthode SPH." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC1013.
Full textFlows over hydraulic works – a nappe falling over a spillway, a wave breaking on a dike, etc. – undergo strong mixtures of air and water that lead to the appearance of white waters with complex dynamics. Faithfully capture the phenomenon of air bubbles entrainment/entrapment in the flowing water is therefore pivotal for the design of those works. Both experimental and numerical modeling prove to be complex due to high density ratio between phases and the multiscale nature of those flows involving turbulence and surface tension effects. The SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) method, a fully Lagrangian approach that models the flow as a set of moving particles without any mesh, is particularly well-suited to simulate such highly-distorted flows. Nevertheless, the current computational limits still prevent one from finely simulating industrial application cases with large domains in hydraulics. In this work, we aim at simulating macroscopically those flows with a mixture model in which each SPH particle stands for a moving volume of air and water. The derivation of the continuous equations of this mixture model is first detailed, then a state of the art of multiphase simulations in SPH is presented. Equipped with this continuous model and the existing discretization tools, a two-phase SPH mixture model is then derived and implemented on GPU (Graphics Processing Unit). A focus is made on original elements developed in the discretization, especially the derivation of a scheme with good numerical properties to follow the phase volume variations and the writing of an open boundary framework for mixtures. Turbulence, prominent for the air entrainment phenomenon, is modeled with a k-ϵ model including a buoyancy term. This model is validated against bidimensional academic test cases of increasing complexity, namely an oil-water separation, a two-phase Poiseuille flow, the Rayleigh-Taylor instability and a sand dumping case, proving its versatility. The air entrainment phenomenology is then described and the model is applied to common structures in hydraulics such as plunging jets and stepped spillways by introducing a specific closure for the relative velocity between phases. Finally, first industrial application cases with complex geometries and dynamics are presented
Jachym, Pavel. "Gas stripping in galaxy clusters : a new SPH simulation approach." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066369.
Full textLelli, Lorenzo. "Un approccio numerico per problemi di fluidodinamica: il metodo SPH." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2011. http://amslaurea.unibo.it/2595/.
Full textPereira, Clicia Giovane Alves. "Estudo matemático do método SPH para modelo Wet-Dam-Break /." Presidente Prudente, 2019. http://hdl.handle.net/11449/181857.
Full textBanca: Messias Meneguette Júnior
Banca: Vanessa Avansini Botta Pirani
Banca: Andriana Susana Lopes de Oliveira Campanharo
Resumo: Neste trabalho, apresenta-se o método Lagrangiano de partículas livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Neste método, o domínio do problema é discretizado empregando partículas que possuem propriedades físicas calculadas a partir das propriedades das partículas vizinhas, por meio de uma interpolação, utilizando uma função de suavização. O método foi aplicado para discretizar e adaptar para SPH um modelo de ruptura de barragem sobre um leito úmido conhecido como Dam-Break in Wet-Bed. Tal modelo, considerado ideal, é empregado nos testes de desempenho, precisão e confiabilidade de modelos matemáticos para validação de métodos numéricos aplicados a problemas de vertedouros em barragens hidrelétricas e ondas em praias.
Abstract: In this work, we present the Lagrangian mesh-free method of particles, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). In this method, the problem domain is discretized using particles having physical properties calculated from neighboring particles by means of interpolation using a smoothing function. The method was applied to discretize and to adapt the SPH for a model of dam rupture on a wet-bed known as Wet-Dam-Break. This model, considered as ideal, is used in tests of performance, accuracy and reliability of mathematical models for validation of numerical methods applied to spillways problems in hydroelectric dams and waves at beaches.
Mestre
Ghaïtanellis, Alex. "Modélisation du charriage sédimentaire par une approche granulaire avec SPH." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1087/document.
Full textThis thesis presents the development and application of a Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) model to bed-load transport. While state of the art simulation methods commonly rely on a fluid dynamics solver coupled to semi-empirical relationships to model the sediment transport, a completely different approach is investigated in this work. The sediment is treated as a continuum whose behaviour law takes account for its granular nature. citepos{ulrich2013smoothed} elastic-viscoplastic model is thus implemented in an in-house code based on the Cuda language, and improved on physical and numerical aspects. The sediment behaviour depends on a yield stress determined according to Drucker-Prager's criterion. In unyielded regions, the shear stresses are calculated in line with the linear elastic theory. In yielded regions, a shear thinning rheological law is used and the transitions between solid and liquid states are ensured by a blending function driven by the strain rate magnitude and sediment granular properties. Water and sediment are modelled as two immiscible phases in the frame of a multi-phase SPH model with semi-analytical wall boundary conditions cite{ferrand2013unified}. An implicit viscous forces integration scheme is also developed to improve the code performance as for low-Reynolds flows.The multi-phase model, as well as the implicit viscous forces integration scheme, were validated on analytical test cases and good agreement was obtained. The multi-phase formulation has also proven its capability to handle flows involving high density ratio, while the implicit viscous forces integration scheme was successfully applied to the simulation of a non-Newtonian flow. The elastic-viscoplastic model was tested on dry and submerged granular flow problems. The model was able to correctly capture the liquid and solid states of the granular material, as well as the failure and the regime transitions. It was also applied to bed-load transport problems for which a good agreement with the experiment was generally found
Grobotek, Daniel [Verfasser]. "Lacktrocknungssimulation mit Kalibrationsmethoden : Modifikation von Düsensichtfaktoren mittels SPH-Methode / Daniel Grobotek." Aachen : Shaker, 2015. http://d-nb.info/1069046817/34.
Full textSjah, Jessica. "Couplage SPH-DEM pour l'étude de l'érosion dans les ouvrages hydrauliques." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01000447.
Full textMOMM, GUSTAVO GARCIA. "ASSESSMENT OF SLAMMING LOADS ON SUBSEA STRUCTURES USING THE SPH METHOD." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2016. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=29340@1.
Full textEstruturas submarinas utilizadas nos sistemas de produção de óleo e gás offshore são normalmente projetadas para permanecerem no leito marinho por décadas. Para a grande maioria dessas estruturas a instalação é uma etapa crítica que pode requerer recursos dispendiosos e significativos esforços de engenharia. A descida de estruturas submarinas em regiões de ondas marinhas é uma operação complexa, uma vez que envolve acelerações desses corpos induzidas pelos movimentos das embarcações que, associados com os deslocamentos da superfície do mar, podem levar a significativas cargas de impacto nessas estruturas durante a entrada na água. O estágio inicial do impacto durante a entrada na água tem sido tema de muita pesquisa no último século, desde os trabalhos pioneiros de von Kármán e Wagner sobre a hidrodinâmica do pouso de hidroaviões. O cenário do impacto da proa de navios na superfície do mar também tem sido objeto de estudo, uma vez que pode levar a danos localizados ou mesmo catastróficos ao casco. Diferentes métodos numéricos têm sido aplicados para análise desse problema. A principal contribuição desse trabalho é a utilização do método numérico Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) para estimar as cargas de slamming em corpos rígidos durante a entrada na água considerando superfícies em repouso e sob o efeito de ondas. Inicialmente é introduzida a fundamentação teórica básica sobre o impacto hidrodinâmico, seguida da descrição do método SPH. Aplicações do SPH para simular a entrada na água de corpos rígidos são apresentadas considerando casos em queda livre e com velocidade constante e os resultados são comparados com experimentos e simulações numéricas obtidos na literatura. A presença de ondas regulares durante a entrada na água com velocidade constante também é considerada. Os resultados numéricos obtidos neste trabalho demonstram a viabilidade da abordagem proposta para estimar as cargas de slamming em estruturas submarinas durante a entrada na água.
Subsea structures employed on offshore oil and gas production systems are commonly designed to be laid on seafloor for decades. For most of these structures the installation is a critical stage and may require costly resources and significant engineering effort. Lowering subsea structures through the wave zone is a complex operation as it involves accelerations of these bodies induced by the vessel motion which, associated to the sea surface displacements, may lead to significant impact loads on these structures during water entry. The initial stage of impact during water entry has been a subject of many researches over the past century since the pioneering work of von Kármán and Wagner on the hydrodynamics of an alighting sea plane. The scenario of impact of the forebody of a ship on the sea surface has also been subject of studies, as it may cause localized and eventually catastrophic damage to the hull. Different numerical methods have been applied to the analysis of this problem. The main contribution of this work is the use of the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method to estimate slamming loads on rigid bodies during water entry considering both calm and wavy surfaces. A basic theoretical background on hydrodynamic impact load is firstly introduced, followed by the description of the SPH method. Applications of SPH to simulate water entry of rigid bodies considering both free fall and constant velocity cases are presented and results are compared with experiments and numerical simulations from the literature. The presence of regular waves during constant velocity water entry is also considered. The numerical results obtained here demonstrate the effectiveness of the proposed approach to estimate slamming loads on subsea structures during water entry.
Andrade, Luiz Fernando de Souza. "Animação de jatos oscilantes em fluidos viscosos usando SPH em GPU." Universidade de São Paulo, 2014. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-08082014-113954/.
Full textI n recent years, the study of methods of animating fluid flow has been an area of intense research in Computer Graphics. The main objective of this project is to develop new techniques based on the CUDA GPGPU architecture to simulate the flow of non-Newtonian fluids, such as viscoelastic and viscoplastic fluids. Instead of traditional methods with mesh - finite differences and finite elements, these techniques are based on a Lagrangian discretization of the governing equations of these fluids through the mesh free method known as SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics)
Gui, Qinqin. "Improved incompressible SPH method for predicting wave impacts on coastal structures." Thesis, University of Dundee, 2014. https://discovery.dundee.ac.uk/en/studentTheses/efa775e0-fd40-4b96-b0d4-98ff9957e819.
Full textYang, Qing. "SPH Simulation of Fluid-Structure Interaction Problems with Application to Hovercraft." Diss., Virginia Tech, 2011. http://hdl.handle.net/10919/26785.
Full textPh. D.
Gissler, Christoph [Verfasser], and Matthias [Akademischer Betreuer] Teschner. "Beyond fluids: SPH simulation of rigid bodies, snow and air interactions." Freiburg : Universität, 2021. http://d-nb.info/1238016057/34.
Full textLeroy, Agnes. "Un nouveau modèle SPH incompressible : vers l’application à des cas industriels." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1065/document.
Full textIn this work a numerical model for fluid flow simulation was developed, based on the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method. SPH is a meshless Lagrangian Computational Fluid Dynamics (CFD) method that offers some advantages compared to mesh-based Eulerian methods. In particular, it is able to model flows presenting highly distorted free-surfaces or interfaces. This work tackles four issues concerning the SPH method : the imposition of boundary conditions, the accuracy of the pressure prediction, the modelling of buoyancy effects and the reduction of computational time. The aim is to model complex industrial flows with the SPH method, as a complement of what can be done with mesh-based methods. Typically, the targetted problems are 3-D free-surface or confined flows that may interact with moving solids and/or transport scalars, in particular active scalars (e.g. the temperature). To achieve this goal, a new incompressible SPH (ISPH) model is proposed, based on semi-analytical boundary conditions. This technique for the representation of boundary conditions in SPH makes it possible to accurately prescribe consistent pressure boundary conditions, contrary to what is done with classical boundary conditions in SPH. A k-epsilon turbulence closure is included in the new ISPH model. A buoyancy model was also added, based on the Boussinesq approximation. The interactions between buoyancy and turbulence are modelled. Finally, a formulation for open boundary conditions is proposed in this framework. The 2-D validation was performed on a set of test-cases that made it possible to assess the prediction capabilities of the new model regarding isothermal and non-isothermal flows, in laminar or turbulent regime. Confined cases are presented, as well as free-surface flows (one of them including a moving body in the flow). The open boundary formulation was tested on a laminar plane Poiseuille flow and on two cases of propagation of a solitary wave. Comparisons with mesh-based methods are provided with, as well as comparisons with a weakly-compressible SPH (WCSPH) model using the same kind of boundary conditions. The results show that the model is able to represent flows in complex boundary geometries, while improving the pressure prediction compared to the WCSPH method. The extension of the model to 3-D was done in a massively parallel code running on a Graphic Processing Unit (GPU). Two validation cases in 3-D are presented, as well as preliminary results on a simple 3-D application case
Messahel, Ramzi. "ALE and SPH formulations for Fluid Structure Interaction : shock waves impact." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10022/document.
Full textThis thesis focuses on the numerical study of the propagation of shock waves in compressible multiphase flows and fluid structure interaction. Two approaches are being studied for the numerical solution of the fluid part: the ALE approach (Arbitrary Lagrangian Eulerian) and the Lagrangian SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) approach; while the structure part is solved by a conventional FE (Finite Element). The numerical investigation of the ALE and SPH methods are the two main areas of research.Water Hammers phenomena occuring in nuclear industries are investigated in this thesis. During a Water Hammer, the shock waves reflections in nuclear piping may drop locally the water pressure below its saturation pressure and generate cavitation. The three equations HEM (Homogeneous Equilibrium Model) phase change model proposed by Saurel et al. (1999) is studied and applied to solve water hammers. The obtained results are compared with experimental data. Despite the use of renormalization techniques in SPH, instabilities (numerical oscillations) are developed at the interface between particles from different materials. These instabilities restrict the use of traditional SPH schemes to problems with low density ratio. In order to solve the shock problems in the compressible regime, the scheme originally proposed by Hu and Adams (2006) is adapted to fully compressible regime (FC-SPH) by considering the coupling between the density and the smoothing length. The different SPH schemes are compared for 1-D and 2-D multiphase shock problems. Validation is performed in comparison with exact solutions for 1-D problems and ALE solution for 2-D problems
Orthmann, Jens [Verfasser]. "Efficient SPH-based simulation and rendering of fluid transport dynamics / Jens Orthmann." Siegen : Universitätsbibliothek der Universität Siegen, 2015. http://d-nb.info/1068362847/34.
Full textMuir, Stuart. "A relativisitic, 3-dimensional smoothed particle hydrodynamics (SPH) algorithm and its applications." Monash University, School of Mathematical Sciences, 2003. http://arrow.monash.edu.au/hdl/1959.1/9513.
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