Entwickung eines parallelen Strömungslösers zur Simulation laminarer Strömungen mit einer Kontrollvolumen basierten Finite-Element Methode

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines parallelen Strömungslösers zur Simulation dreidimensionaler laminarer Strömungen. Ausgangspunkt sind die Navier-Stokes-Gleichungen, die mit einer Kontrollvolumen basierten Finite-Element Methode diskretisiert werden. In diesem Zusammenhang werden \(\it Upwind-Methoden\) vorgestellt, die die numerischen Schwierigkeiten bei konvektions-dominierten Strömungen beheben. Ein weiterer Kernpunkt befasst sich mit der Auswahl einer Parallelisierungsstrategie, die langfristig Rechenleistungen und Rechenkapazitäten zur Verfügung stellt. Die gewählte Strategie basiert auf der Zerlegung des Rechengebiets in eine endliche Anzahl von Teilgebieten, die parallel auf mehreren Prozessoren berechnet werden. Die Richtigkeit des Programms wird anhand von \(\it Benchmark\)-Rechnungen bewiesen und die Genauigkeit der implementierten Methoden erläutert. Abschließend wird als Anwendungsfall die Umströmung eines Pfeilflügels numerisch und experimentell betrachtet