ENTROPIE-STABILES, ADAPTIVES DISCONTINUOUS-GALERKIN VERFAHREN HOHER ORDNUNG ZUR MODELLIERUNG VON SCHWAPPVORGÄNGEN IN FLÜSSIGWASSERSTOFFTANKS

Abstract

Eines der relevanten physikalischen Phänomene bei der Planung von bewegten Flüssigkeitstanks ist das Tankschwappen - ein komplexes dreidimensionales und instationäres Phänomen, welches nicht durch vereinfachte Methoden abgebildet werden kann. Daher werden Mehrphasenströmungssimulationen zur Modellierung herangezogen. Im Rahmen des am DLR durchgeführten Impulsprojekts HYTAZER kommen hochskalierbare Discontinuous-Galerkin-Methoden als neuartige aber erfolgversprechende Alternative zu etablierten numerischen Lösungsstrategien zum Einsatz. Der Forschungsauftrag ist die Konstruktion, Analyse und hochskalierbare Implementierung entropie-stabiler adaptiver Discontinuous-Galerkin Verfahren hoher Ordnung für schwachkompressible Zweiphasenströmungen an diffusen Grenzflächen im Open-Source Code Trixi.jl. Hierbei operiert der neuartige numerische Löser auf dynamisch-adaptiven baumbasierten Gittern die von der OpenSource Softwarebiblitothek t8code bereitgestellt werden. Neben der mathematisch beweisbaren Entropiestabilität sind weitere Stabilisierungsmethoden zur präzisen Darstellung der Grenzsschicht zwischen Flüssigkeitsund Gasphase notwendig. Das Projekt hat zum Ziel ein vollwertiges Open-Source Simulationsframework zur dreidimensionalen Modellierung von Schwapphänomenen auf modernsten CPU- und GPU-basierten, verteilten Hardwareplattformen der bevorstehenden Exascale-Ära bereitzustellen. In diesem Vortrag werden die entwickelten Komponenten vorgestellt und aktuelle Forschungsergebnisse präsentiert.