Algoritmo di proiezione per simulazioni agli elementi finiti con metodi Immersed Boundary

Un aspetto che riveste notevole importanza nelle fluidodinamica computazione è la simulazione di fluidi con corpi solidi in movimento per sistemi caratterizzati da geometrie complesse e interfacce variabili nel tempo. Un interessante approccio a tali problemi è quello di adottare una formulazione Immersed Boundary che fornisce una rappresentazione mista che combina gli aspetti dei metodi euleriani e lagrangiani. La caratteristica distintiva di tale tecnica è quella di simulare la presenza di ostacoli solidi nel dominio fluido senza utilizzare una griglia conforme, ma impiegando strategie differenti, quali l'introduzione di termini correttivi o l'imposizione di opportune condizioni al contorno. Per simulare oggetti solidi in movimento all'interno di un fluido si è sviluppato un algoritmo per la proiezione di campi tra domini differenti, consentendo l'accoppiamento di griglie computazionali distinte. Tale approccio è addottato nel presente lavoro con l'ausilio della piattaforma computazionale Salome e del codice FEMus ad elementi finiti in cui vengono sfruttate le varie librerie per generare le grigle e risolvere l'equazione di Navier-Stokes. L'interpolazione di opportuni campi definiti su tali strutture permette la simulazione indiretta dell'interfaccia tra fluido e solido riproducendo gli effetti dell'ostacolo sul moto. Il modello Immersed Boundary e l'algoritmo di interpolazione proposti vengono validati effettuando il confronto dei risultati ottenuti con quelli forniti da simulazioni numeriche basate su metodi a griglia conforme confermando le notevoli potenzialità di tali tecniche.