Implementación computacional del método de red de vórtices inestacionario: Una versión basada en los paradigmas de programación orientada a objetos y co-simulación

Autores
Pérez Segura, Martín Eduardo; Maza, Mauro Sebastián; Preidikman, Sergio
Año de publicación
2017
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
La multi-física computacional ha adquirido un papel preponderante a medida que los avances en el ámbito de la investigación científica en ingeniería impulsaron la aparición de modelos cada vez más complejos y que exceden los métodos de análisis tradicionales. En este contexto, el presente desarrollo intenta proporcionar un marco generalizado de simulación computacional para análisis fluido-dinámico basado en el método de red de vórtices inestacionario y no lineal, enfatizando aspectos tales como: i) el desarrollo de software fundado en el paradigma de la Programación Orientada a Objetos, ii) la utilización de técnicas de Computación de Alto Desempeño; y, iii) el diseño de software conducente a la vinculación con otras herramientas computacionales. El desarrollo siguiendo el paradigma de la Programación Orientada a Objetos facilita la implementación, la lectura, el mantenimiento y la extensibilidad del código, garantizando la expansibilidad necesaria para su utilización eficiente por distintos grupos de investigación. Por otro lado, se incorporaron rutinas de pre-procesamiento que requieren cantidades mínimas de información como datos de entrada. Esto brinda una gran flexibilidad frente a otras herramientas que tienen importantes restricciones respecto a la definición topológica de las mallas utilizadas. Se admiten también múltiples cuerpos rígidos y/o flexibles, definidos a partir de grillas independientes, con gran versatilidad en cuanto a: la elección de las zonas de convección de estelas, los tipos de elementos a utilizar, y otras características tales como condiciones de permeabilidad, y determinación de velocidades en puntos arbitrarios inmersos en el seno del fluido. Aún con una estructura de programación secuencial, el método de red de vórtices posee una excelente relación entre aplicabilidad y costo de cálculo. Sin embargo, se explotan varias de las posibilidades que ofrece el método para paralelizar el cómputo. El objetivo general de este esfuerzo es construir una herramienta funcional que combine la aceptación y aplicabilidad del método de red de vórtices, con la confiabilidad y versatilidad de un código modular bajo la metodología de la Programación Orientada a Objetos. Además, se explora la generación de estructuras computacionales de co-simulación que permitan atacar problemas gobernados por una aerodinámica inherentemente inestacionaria y no lineal.
Fil: Pérez Segura, Martín Eduardo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; Argentina
Fil: Maza, Mauro Sebastián. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina
Fil: Preidikman, Sergio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina
Materia
Multi-física computacional
Método de Red de Vórtices Inestacionario y No Lineal
Programación Orientada a Objetos
Computación de Alto Desempeño
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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En este contexto, el presente desarrollo intenta proporcionar un marco generalizado de simulación computacional para análisis fluido-dinámico basado en el método de red de vórtices inestacionario y no lineal, enfatizando aspectos tales como: i) el desarrollo de software fundado en el paradigma de la Programación Orientada a Objetos, ii) la utilización de técnicas de Computación de Alto Desempeño; y, iii) el diseño de software conducente a la vinculación con otras herramientas computacionales. El desarrollo siguiendo el paradigma de la Programación Orientada a Objetos facilita la implementación, la lectura, el mantenimiento y la extensibilidad del código, garantizando la expansibilidad necesaria para su utilización eficiente por distintos grupos de investigación. Por otro lado, se incorporaron rutinas de pre-procesamiento que requieren cantidades mínimas de información como datos de entrada. Esto brinda una gran flexibilidad frente a otras herramientas que tienen importantes restricciones respecto a la definición topológica de las mallas utilizadas. Se admiten también múltiples cuerpos rígidos y/o flexibles, definidos a partir de grillas independientes, con gran versatilidad en cuanto a: la elección de las zonas de convección de estelas, los tipos de elementos a utilizar, y otras características tales como condiciones de permeabilidad, y determinación de velocidades en puntos arbitrarios inmersos en el seno del fluido. Aún con una estructura de programación secuencial, el método de red de vórtices posee una excelente relación entre aplicabilidad y costo de cálculo. Sin embargo, se explotan varias de las posibilidades que ofrece el método para paralelizar el cómputo. 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