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A SPH multi-resolution framework for multi-phase flows

Bürkle, Niklas und Wicker, Markus und Okraschevski, Max und Koch, Rainer und Bauer, Hans-Jörg (2025) A SPH multi-resolution framework for multi-phase flows. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 449, Seite 118505. Elsevier. doi: 10.1016/j.cma.2025.118505. ISSN 0045-7825.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
8MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1016/j.cma.2025.118505

Kurzfassung

Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) is a particle method frequently employed for the prediction of multi-phase flows in technical applications. The development of accurate and efficient multi-resolution SPH is considered a so-called Grand Challenge by the SPH community, and significant efforts have been made to address this issue. Unfortunately, especially for multi-phase flows, available approaches are scarce. This is due to another challenging aspect, the transport of a discontinuity inherent to this kind of flow: the phase interface. Up to now, no multi-resolution approach is available that is capable to transport and preserve this discontinuity across different resolution levels. To this end, a novel framework was developed that incorporates a domain-decomposition approach, a state-of-the-art particle generation and deletion algorithm, as well as a reconstruction of the phase interface at the internal boundary. The framework is applicable and tailored to multi-phase flows since it allows surface tension effects to be accounted for across different resolution levels. Its capabilities are evaluated by several benchmarks, proving good agreement to the reference results. Finally, the multi-resolution framework is demonstrated in an application-relevant atomizer case.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220720/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A SPH multi-resolution framework for multi-phase flows
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bürkle, NiklasKarlsruhe Institute for Technology, Institute of Thermal Turbomachinery, Karlsruhe, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wicker, MarkusNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Okraschevski, Maxmax.okraschevski (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8296-7327199785149
Koch, RainerKarlsruhe Institute for Technology, Institute of Thermal Turbomachinery, Karlsruhe, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, Hans-JörgKarlsruhe Institute for Technology, Institute of Thermal Turbomachinery, Karlsruhe, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:19 November 2025
Erschienen in:Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:449
DOI:10.1016/j.cma.2025.118505
Seitenbereich:Seite 118505
Verlag:Elsevier
ISSN:0045-7825
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Smoothed particle hydrodynamics (SPH), Particle refinement, Multi-resolution, Adaptivity, Grand challenges Multi-phase flows
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Speicher
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Okraschevski, Max
Hinterlegt am:15 Dez 2025 16:05
Letzte Änderung:16 Dez 2025 14:05

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