TÍTULO: GPUs e dinâmica dos fluidos: sumário e aplicações em problemas de fronteira imersa

TITLE: GPUs and fluid dynamics: summary and applications to immersed boundary problems

autor/author(s): Tada, E., Watanabe, S. & Aoki, T.

RESUMO: Nos primeiros anos do século XXI, foi desenvolvida uma plataforma para a programação de GPUs para uso geral, o que alavancou o estudo da dinâmica de fluidos computacional por meio da computação paralela. Neste trabalho, sumarizamos dois métodos que podem ser aplicados a tal computação. Primeiramente, descrevemos o método do escoamento fracamente compressível, que negligencia variações de densidade em curtos intervalos de tempo; bem como demonstramos uma aplicação deste método em um problema bidimensional. Por fim, apresentamos o método lattice Boltzmann com cumulantes e método de fronteira imersa por força direta, que nos permitiu descobrir estruturas de vórtices inéditas no rasto de uma bandeira ao vibrar violentamente.

ABSTRACT: In the early years of the 21st century, a platform for general-purpose GPU programming was developed, which leveraged the study of computational fluid dynamics through parallel computing. In this paper, we summarize two methods that can be applied to such computing. First, we describe the weakly compressible flow method, which neglects density variations over short time intervals; as well as demonstrate an application of this method to a two-dimensional problem. Finally, we present the lattice Boltzmann method with cumulants and direct-force immersed boundary method, which allowed us to discover novel vortex structures in the wake of a flag when vibrating violently.

PALAVRAS-CHAVE: Dinâmica dos fluidos computacional, interação fluido-estrutura, método LatticeBoltzmann.

KEYWORDS: Computational fluid dynamics, fluid-structure interaction, LatticeBoltzmann method.

CITAÇÃO / CITATION: Tada, E. Watanabe S. & Aoki T. GPUs e dinâmica dos fluidos: sumário e aplicações em problemas de fronteira imersa. The Academic Society Journal, 5(3) 109-137, 2021. DOI: doi.org/10.32640/tasj.2021.3.109.