Mejora de la robustez del método de interfaz inmersa mediante reconstrucción de velocidad regularizada

Área de la Ciencia:

• Mecánica computacional
• Modelado de interacción fluido-estructura (FSI)

Sus antecedentes:

• El desarrollo de algoritmos robustos y eficientes de interacción fluido-estructura (FSI) es crucial para la mecánica computacional precisa.
• Los métodos de interfaz inmersa (IIM) existentes enfrentan limitaciones con relaciones restrictivas de factores de malla, lo que aumenta los costos computacionales para geometrías complejas.

Objetivo del estudio:

• Diseñar una estrategia de estabilización para el operador de interpolación de velocidad en IIM para superar las limitaciones de la relación de malla.
• Mejorar la aplicabilidad y eficiencia de las simulaciones FSI para geometrías complejas y condiciones dinámicas.

Principales métodos:

• Se introdujo una estrategia de estabilización para el operador de interpolación de velocidad inspirada en la regularización de Tikhonov.
• Se evaluó la efectividad utilizando problemas de referencia con interfaces estacionarias y modelos FSI (dinámica de cuerpos rígidos, estructuras elastodinámicas).

Principales resultados:

• El operador de interpolación de velocidad estabilizado permite un rango más amplio de relaciones de tamaño de malla de estructura a fluido.
• La precisión y la dinámica del flujo no se ven afectadas por la relajación de la restricción de la relación de malla.
• El método modela con éxito geometrías 3D complejas y diversas aplicaciones de ingeniería.

Conclusiones:

• El IIM estabilizado ofrece una solución robusta y práctica para problemas FSI con geometrías complejas y condiciones dinámicas.
• Este avance amplía significativamente la aplicabilidad de IIM en mecánica computacional.