A Comparison of different Immersed Boundary Method for Incompressible Solver

L'elaborato qui presentato si pone l'obiettivo di implementare una serie di nuove metodologie per risolvere il campo di moto all'interfaccia di separazione corpo fluido in un solutore fluidodinamico ai volumi finiti basato sul metodo Immersed Boundary. Il lavoro, svolto presso l’azienda Optimad, si è suddiviso in due parti. La prima parte ha riguardato la ricerca bibliografica di materiale: innanzitutto, per comprendere al meglio la filosofia Immersed Boundary, la generazione di griglie cartesiane, tecniche di rifinimento in stile octree e, per ultimo, nuove strategie di risoluzioni delle equazioni di Navier-Stokes nei pressi di superfici di separazione. Nella seconda parte, ha visto come protagonista l’implementazione, in linguaggio C++, di quanto visto durante la fase di ricerca bibliografica. Partendo dall'idea di Fadlun (Fadlun, Verzicco, Orlandi, Mohd-Yusof, “Combined Immersed Boundary Finite Difference Methods for Three-Dimensional Complex Flow Simulation”, 2000), rivista successivamente da Iaccarino (Kang, Iaccarino, Moin, “Accurate Immersed Boundary Reconstrucion for Viscous Flow Simulations”, 2009), i quali presentarono risultati molto buoni in campo laminare con anche discreti risultati in campo turbolento, sono state implementate quattro tipologie di interpolazione attraverso cui si cerca di migliorare l'imposizione della condizione al contorno alla parete solida per il campo di velocità. Nel testo vengono riportati lo studio alla base dei metodi di interpolazione per fluidi incomprimibili. Inoltre, i risultati di questo lavoro attraverso un confronto delle soluzioni ottenute tramite le modifiche apportate ad ImmerFlow, il precedente solutore inalterato e, infine, i risultati numerici o sperimentali, cercando di determinare in modo critico quale versione sia la migliore. L'analisi dei risultati è stata svolta su alcuni casi comuni come lamina piana, cilindro circolare e un condotto tridimensionale.