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Smooth Particle Hydrodynamics

08/12/2007 - 13:26 von Fabian Braennstroem | Report spam
Hallo,

ich bin nicht ganz sicher, ob diese Gruppe die richtige
ist... aber ich versuche es einfach mal :-)

Ich bin ein wenig an der Smooth Particle Hydrodynamics
Methode im Bereich einphasiger Stroemungsmechanik
interessiert. Dazu bin ich auf der Suche nach
verstaendlichen einfuehrenden Programmier-Beispielen, die
beispielsweise in Matlab oder Fortran implementiert sind.
Die meisten Codes, die ich soweit gefunden habe, werden
hauptsaechlich in der Astropyhsik oder fuer
Mehrphasenstroemung genutzt.
Im speziellen interessiert mich, ob diese Methode auch fuer
turbulente einphasige Stroemungen mit grossen
Reynolds-Zahlen geeignet ist!? Vielleicht kann mir auch
jemand ein einleitendes Buch ueber SPH Methoden speziell
fuer Stroemungsprobleme mit Ingenieur-Hintergrund empfehlen!?
Es waere schoen, wenn jemand ein paar Ideen haette :-)

Gruesse!
Fabian
 

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#1 Florian Bürzle
09/12/2007 - 02:46 | Warnen spam
Fabian Braennstroem wrote:
Hallo,

ich bin nicht ganz sicher, ob diese Gruppe die richtige
ist... aber ich versuche es einfach mal :-)

Ich bin ein wenig an der Smooth Particle Hydrodynamics
Methode im Bereich einphasiger Stroemungsmechanik
interessiert. Dazu bin ich auf der Suche nach
verstaendlichen einfuehrenden Programmier-Beispielen, die
beispielsweise in Matlab oder Fortran implementiert sind.
Die meisten Codes, die ich soweit gefunden habe, werden
hauptsaechlich in der Astropyhsik oder fuer
Mehrphasenstroemung genutzt.
Im speziellen interessiert mich, ob diese Methode auch fuer
turbulente einphasige Stroemungen mit grossen
Reynolds-Zahlen geeignet ist!? Vielleicht kann mir auch
jemand ein einleitendes Buch ueber SPH Methoden speziell
fuer Stroemungsprobleme mit Ingenieur-Hintergrund empfehlen!?
Es waere schoen, wenn jemand ein paar Ideen haette :-)

Gruesse!
Fabian




Hi!

Tja, verstàndliche Programmierbeispiele in SPH sind so eine Sache...die
meisten Codes sind hinreichend komplex, was daran liegt, dass hier schon
einige "Finessen" implementiert sind, wie effiziente Nachbarsuche oder
tabellierte Kernel.

Vorweg: Ich bin selber kein Ingenieur, daher kann ich nicht sagen,
inwiefern die folgenden Resourcen in dieser Beziehung hilfreich sein
können. Die meisten Implementierungen sind in Fortran, eine SPH
Implementierung in Matlab kenne ich nicht (ich denke, das liegt daran,
dass viele Physiker nicht gerne mit proprietàren Programmiersprachen
arbeiten )

OK, fangen wir mal mit Büchern an. Zum einen gibt es da das Buch von Liu
& Liu "Smoothed Particle Hydrodynamics" (World Scientific, 2003). Das
Buch ist eines der schlechtesten, die ich je gelesen habe. Wenn alle
redundanten Teile entfernt würden, wàre das Buch nur noch halb so dick
;-) Die technischen Details sind aber OK beschrieben, die Referenzen
sind auch halbwegs OK. Am meisten nervt die Selbstbeweiràucherung der
Autoren. Das Gute an diesem Buch ist aber der sehr gut dokumentierte
(Fortran) Code, den du auch von der Website der Autoren herunterladen
kannst (Restrierung ist kostenlos):

http://www.nus.edu.sg/ACES/software...h_book.htm

Das Buch wirst du höchstwahrscheinlich vor allem wegen der
Code-Dokumentation brauchen. Lass es dir am besten über eine
Uni-Bibliothek per Fernleihe kommen, falls es dort nicht vorràtig ist.

Dann gibt's noch W. Hoover "Smooth Particle Applied Mechanics" (World
Scientific, 2006). Hoover ist einer der Pioniere der
Molekulardynamik-Simulationen und stellt daher auch die vielen
Gemeinsamkeiten von SPH und MD in diesem Buch heraus. Code steht keiner
drin, allerdings ein ganzes Kapitel mit Hinweisen zum Selberschreiben
(in C und Fortran).

Ein kurzes Kapitel über SPH findet sich auch im Buch "Computational
Physics" von Franz Vesely.

Sehr empfehlenswert ist auch der letzte Review-Artikel von Monaghan,
einem der Erfinder von SPH, "Smoothed Particle Hydrodynamics", Rep.
Prog. Phys. 68, Issue 8, pp. 1703-1759 (2005). Monaghan ist sehr an der
Weiterentwicklung von SPH interessiert und betrachtet auch Anwendungen
ausserhalb der Astrophysik. Sehr lesenswerte Einführungen in die Theorie
gibt es von Price (arXiv:astro-ph/0507472) und Morris
http://kluedo.ub.uni-kl.de/volltexte/2000/591/ Beide waren Studenten
bei Monaghan. Auf seiner Homepage hat Monaghan auch Codebeispiele in
Fortran, allerdings nicht so gut dokumentiert

http://www.maths.monash.edu.au/~jjm/Teaching/welcome.html

Ansonsten gibt es noch einige frei verfügbare Codes im Netz, die meisten
tatsàchlich eher für astrophysikalische Probleme entwickelt - was aber
nicht bedeutet, dass man sie nach entsprechenden Modifikationen nicht
auch für andere Problemstellungen nutzen könnte.

http://spheral.sourceforge.net/
http://ascl.net/sph_1d.html
http://wiki.manchester.ac.uk/sphysi.../Main_Page
http://www.mpa-garching.mpg.de/gadget/
http://www.keithv.com/project/
http://www.ss.iij4u.or.jp/~amada/fluid/

Ich hoffe, das hilft für's erste...falls du selber noch andere Links zu
SPH Codes findest, wàre es nett, wenn du sie mir für meine Sammlung
weiterleiten könntest :-)

Grüsse
Florian

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