Influence of mesh decomposition methods on the simulation of the flow around a wing using Computational Fluid Dynamics

Abstract

[ES] El aumento en el uso del software de Dinámica de Fluidos Computacional para diferentes aplicaciones aeronáuticas ha llevado a la necesidad de continuar reduciendo el tiempo necesario para ejecutar las simulaciones. La potencia computacional ha comenzado a reducir su tasa de crecimiento en los últimos años, por lo tanto, es necesario estudiar una forma diferente de reducir esos tiempos. Como se ha descubierto que el método de descomposición de malla óptimo depende del problema estudiado, utilizando un modelo 3D de un ala con una envergadura de 3m, este estudio utiliza diferentes métodos disponibles en ANSYS Fluent para investigar su influencia en las simulaciones ejecutadas con el software. Su objetivo es estudiar la escalabilidad del problema y mostrar una guía sobre el método óptimo para el problema. Los resultados de esta investigación mostraron que los métodos de descomposición de la malla no solo influyen en el tiempo necesario para realizar la simulación sino también de otras maneras, como la velocidad de convergencia. METIS mostró los mejores resultados al trabajar con un bajo número de procesadores y una convergencia más rápida, mientras que los métodos basados ​​en la geometría elegidos específicamente demostraron ser capaces de ofrecer una escalabilidad tan buena como METIS para un mayor número de procesadores.

[EN] The increase in usage of Computational Fluid Dynamics software for different aeronautical applications has led to the necessity of continue reducing the time needed for running the simulations. Computational power has begun to reduce its rate of growth in the recent years thus, a different way of reducing those times need to be studied. As the optimal mesh decomposition method has been found out to be problem dependent, using a 3D model of a wing with a span of 3m, this study uses different methods available in ANSYS Fluent to investigate its influence on the simulations run with the software. It aims to study the scalability of the problem and show a guide on the optimal method for the problem. The results of this investigation showed that the mesh decomposition methods do not only influence the simulation in the time needed for performing the simulation but also in other ways such as the rate of convergence. METIS showed the best results when working with a low number of processors and faster convergence while specifically-chosen geometry-based methods showed to be able to give as good scalability as METIS for a larger number of processors.