Métodos Tipo-Newton Inexatos para a Solução de Problemas Não-Lineares Resultantes da Formulação SUPG/PSPG das Equações de Navier-Stokes Incompressíveis em Regime Permanente

Renato Nascimento Elias

MAIO/2003

Orientador: Alvaro Luiz Gayoso de Azeredo Coutinho

A solução por elementos finitos das equações de Navier-Stokes incompressíveis em regime permanente envolve o tratamento de termos não-lineares inerentes ao aspecto convectivo da equação de conservação da quantidade de movimento. Diversos são os métodos de tratamento destas não-linearidades. Neste trabalho é apresentada a formulação estabilizada SUPG/PSPG de elementos finitos associada às estratégias de solução não-linear baseadas nos métodos tipo-Newton inexato globalizados. Os sistemas de equações lineares originados pelas iterações do método de Newton são resolvidos por solucionadores iterativos de Krylov descritos pelos algoritmos GMRES, TFQMR e BiCGSTAB, providos de três técnicas simples de précondicionamento. Ao final são apresentados os resultados dos testes de validação e comparativos de desempenho entre as diferentes técnicas de solução lineares e nãolineares. Os resultados mostraram que os métodos tipo-Newton inexato são expressivamente mais eficientes que os métodos tipo-Newton convencionais.


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Escoamento no Interior de uma cavidade quadrada