High order discontinuous Galerkin simulations of a rotating cylinder

The topic of this thesis is the application of high order Discontinuous Galerkin methods to flow past a rotating cylinder with harmonic time dependent boundary conditions for Reynolds number 10^2 and 10^3. The methods yield force coefficients that matched well with results reported in literature and vortex shedding synchronization was obtained. Degree adaptivity (or p-adaptivity) was successfully applied to achieve high levels of accuracy only where necessary, saving computational time compared to the constant degree simulations. An error indicator based on the modal coefficients of the momentum was utilized. In addition, a preliminary turbulent simulation at Re = 5000 using LES models was carried out to determine whether simulations in a non-inertial reference frame could produce valid statistics. Instabilities were encountered leading to the conclusion that large domains with large solution damping layers are required.

L'argomento di questa tesi è l'applicazione di metodi di Galerkin discontinuo di ordine elevato per fluire oltre un cilindro rotante con tempo armonico dipendente condizioni al contorno per Reynolds numero 10^2 e 10^3. I metodi producono coefficienti di forza che corrispondevano bene ai risultati riportati in letteratura e È stata ottenuta la sincronizzazione di eliminazione dei vortici. L'adattività di grado (o p-adaptivity) è stata applicata con successo solo per ottenere alti livelli di accuratezzaove necessario, risparmiando tempo di calcolo rispetto alle simulazioni a gradi costanti. Un indicatore di errore basato sui coefficienti modali di è stato utilizzato lo slancio. Inoltre, è stata eseguita una simulazione turbolenta preliminare a Re = 5000 utilizzando modelli LES per determinare sele simulazioni in un sistema di riferimento non inerziale potrebbero produrre statistiche valide. Sono state riscontrate instabilità che hanno portato alla conclusione che i grandi domini con soluzioni di grandi dimensioni sono necessari strati di smorzamento.