A new adaptive time step method for unsteady flow simulations in a human lung

Abstract

The innovation presented is a method for adaptive time-stepping that allows clustering of time steps in portions of the cycle for which flow variables are rapidly changing, based on the concept of using a uniform step in a relevant dependent variable rather than a uniform step in the independent variable time. A user-defined function was developed to adapt the magnitude of the time step (adaptive time step) to a defined rate of change in inlet velocity. Quantitative comparison indicates that the new adaptive time stepping method significantly improves accuracy for simulations using an equivalent number of time steps per cycle.

La innovación que se presenta es un método de escalonamiento temporal adaptativo que permite agrupar los escalones temporales en partes del ciclo en las que las variables de flujo cambian rápidamente, basándose en el concepto de un paso uniforme en una variable dependiente relevante en lugar de un paso uniforme en la variable independiente tiempo. independiente. Se desarrolló una función definida por el usuario para adaptar la magnitud del paso de tiempo (paso de tiempo adaptativo) a una tasa definida de cambio en la velocidad de entrada. La comparación cuantitativa indica que el nuevo método de paso de tiempo adaptativo mejora significativamente la precisión de las simulaciones que utilizan un número equivalente de pasos temporales por ciclo.