Eindige elementen modellering van transport en niet-hydrostatische stroming in de waterloopkunde

Een klasse van waterloopkundige toepassingen waarvoor in toenemende mate belangstelling bestaat betreft kleinschalige transport- en stromingsproblemen variërend van golfdynamica in de brekerzone tot complexe stromingen door en rondom kunstwerken zoals overlaten, keringen, sluizen en diffusors. De eindige elementen methode is bij uitstek geschikt om deze problemen numeriek aan te pakken omdat willekeurige, complexe geometrieën nauwkeurig en efficiënt kunnen worden weergegeven. De ongestructureerde topologie van het onderliggende rekenrooster brengt echter een ook aantal specifieke moeilijkheden met zich mee. Al met al vereist dit een simpele structuur van het resulterende stelsel algebraische vergelijkingen. In dit proefschrift is hiertoe een methode ontwikkeld door de unieke eigenschappen van discontinue Galerkin methoden te koppelen aan de efficientie van continue Galerkin methoden via het gebruik van globale functies die gedefinieerd zijn op de elementranden. De hieruit resulterende methode geeft stabiele oplossingen met een minimum aan kunstmatige dissipatie wat voor de beschouwde klasse van stromingsproblemen van bijzonder belang is. Om de methode te demonstreren worden talloze voorbeelden gegeven, variërend van abstracte numerieke tests tot geavanceerde laboratoriumexperimenten en problemen uit de ingenieurspraktijk.

R.J. Labeur

26-6-2009 11:30:00