master thesis - Astrophysik Kiel - Christian-Albrechts-Universität zu ...

36 3. 2D-Hydrodynamiksimulationen mit FOSITE
teten Planet-Scheibe-Wechselwirkungen, bei dem Planet und die Wellendämpfungszonen
vernachlässigt werden. Außerdem eignet er sich hervorragend für die Auswahl der Randbedingungen,
um deren Auswirkung auf die Lösungen im Rechengebiet zu testen.
Zuletzt soll die korrekte Funktionalität eines viskosen Quellterms getestet werden. Dafür
wird der Test von Pringle (1981) verwendet, dessen konstante kinematische Viskosität
auch in den Planet-Scheibe-Wechselwirkungssimulationen verwendet wird.
3.3.1. Isentroper Vortex
Um das Ergebnis eines numerischen Test überprüfen zu können, muss die tatsächliche
Lösung bekannt sein. Dafür muss man entweder die analytische Lösung kennen oder es
handelt sich um ein stationäres Problem, sodass die Abweichung vom Anfangszustand
ein Maß für die Qualität des Verfahrens ist. Eine Möglichkeit, eine rotierende, rein hydrodynamische
Strömung zu testen, bietet der isentrope Vortex, wie er zum Beispiel von
Yee et al. (1999) verwendet wird.
vortex2d.f90
Physik
Flüsse
Gitter
Randbedingung
Zeitintegrator
Hintergrunddichte ρ∞ = 1
Vortexstärke Vstr = 5
Modul EULER2D_LOCISOIAMT
Rotationsgeschwindigkeit Ω = 1
Rekonstruktionsordnung LINEAR
Variablen PRIMITIVE
Limiter MONOCENT
Limiter-Parameter θ = 1.2
Geometrie POLAR
Typ MIDPOINT
Auflösung Nr × Nϕ = 100 × 10
Radiale Ausdehnung R ∈ [0, 5]
Azimutale Ausdehnung ϕ ∈ [0, 2π]
Innen AXIS
Außen NOSLIP
Verfahren MODIFIED_EULER
Ordnung 3
CFL-Zahl 0.4
Simulationszeit tsim = 100
Tabelle 3.2.: Zusammenfassung aller wichtigen Parameter des isentropen Vortex-Tests.