Advanced numerical simulations of lid-driven cavity flows using an optimized parallelized fractional step method

  • سال انتشار: 1404
  • محل انتشار: مجله الگوریتم های محاسباتی و ابعاد عددی، دوره: 4، شماره: 1
  • کد COI اختصاصی: JR_CAND-4-1_001
  • زبان مقاله: انگلیسی
  • تعداد مشاهده: 97
دانلود فایل این مقاله

نویسندگان

Muhammad Abid

Department of Mathematics, North Carolina State University, Raleigh, ۲۷۶۹۵ NC, United States.

Tayyaba Akhtar

Department of Mathematics, Government College University Faisalabad, Faisalabad ۳۸۰۰۰, Pakistan.

Mohamed M. Awad

Mechanical Power Engineering Department, Faculty of Engineering, Mansoura University, Mansoura, Egypt.

Muhammad Imran

Department of Mathematics, Government College University Faisalabad, Faisalabad ۳۸۰۰۰, Pakistan.

چکیده

This work presents a numerical simulation of lid-driven cavity flows by solving the incompressible Navier-Stokes equations, with results validated against established benchmarks. The developed code uses a fractional step method combined with second-order Adams-Bashforth time discretization and Crank-Nicolson spatial discretization to achieve both accuracy and stability. A finite difference method is applied on a staggered grid to implement key operators such as gradient, divergence, Laplace, and advection, all computed with second-order central differencing. To efficiently solve the pressure Poisson equation, the conjugate gradient algorithm is employed. The code is vectorized and parallelized to enhance computational performance. An intriguing case involving opposite moving walls is also explored, revealing altered flow dynamics. This robust and efficient CFD code enables fast, accurate simulations of various fluid flow cases, providing deeper insights into complex flow phenomena.

کلیدواژه ها

Lid-driven cavity flow, Finite difference method, Fractional Step Method, Numerical Simulations, Parallel computing

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.