|
|
Řešení hyperbolických rovnic pomocí nespojité Galerkinovy metody v prostoru a čase
Lébl, Jan ; Dolejší, Vít (vedoucí práce) ; Feistauer, Miloslav (oponent)
Zabýváme se numerickým řešení hyperbolických rovnic, jehož řešení nemusí být pouze funkce spojitá, proto se využívá nespojité Galerkinovy metody v prostoru a čase, která pracuje s po částech polynomiální aproximací na nekonformních sítích. Nespojitost řešení se s časem mění a proto je třeba měnit s časem i diskretizaci. Diplomová práce navrhuje schéma k výpočtu slabého řešení a následně toto schéma implementuje na příkladek pro jednu prostorovou proměnnou s nespojitou počáteční podmínkou.
|
|
|
Numerické řešení stlačitelného proudění
Prokopová, Jaroslava ; Feistauer, Miloslav (vedoucí práce) ; Dolejší, Vít (oponent)
Předkládaná práce se věnuje problematice proudění nevazké stlačitelné tekutiny v časově proměnné oblasti. Jsou zde popsány Eulerovy rovnice, jejich vlasnosti a řešení pomocí nespojité Galerkinovy metody konečných prvků (DGFEM) v časově nezávislé oblasti. Hlavní náplní práce je studium dané problematiky v časově proměnných oblastech. Za tímto účelem je zde představena tzv. ALE metoda. Pro řídící rovnice v ALE formulaci je odvozena jejich prostorová a časová diskretizace opět pomocí DGFEM metody. Krátce je zmíněna i stabilizace schématu a řešení vzniklé lineární soustavy pomocí GMRES metody. Na závěr jsou uvedeny a porovnány výsledky získané pomocí dvou rozdílných ALE formulací řídících rovnic v obdélníkové oblasti s pohyblivou částí spodní stěny.
|
|
|
Modelování proudění krve v geometrii aneuryzma
Zábojníková, Tereza ; Hron, Jaroslav (vedoucí práce) ; Feistauer, Miloslav (oponent)
Cílem této práce bylo nalézt stabilní schéma, které by řešilo Stokesův problém tekutiny, ve které je ponořená elastická pevná látka. Narozdíl od většiny schémat řešících interakci pevné látky s tekutinou, naše schéma nevyžaduje, aby na sebe sítě pevné látky a tekutiny navazovaly. Omezili jsme se na dvoudimenzionální oblast pro tekutinu, ve které je ponořena jednodimenzionální elastická pevná látka. Pro popis interakce jsme použili metodu vnořené hranice (Immersed boundary method). Na začátku jsme považovali pevnou látku za nehmotnou. Upravili jsme již existující schéma řešící takovýto problém tak, aby bylo nepodmíněně stabilní, což jsme matematicky dokázali a numericky otestovali. Poté jsme navrhli modifikaci schématu tak, aby pevná látka již měla nejakou hmotnost, a též dokázali jeho nepodmíněnou stabilitu. Navržená schémata jsme implementovali v programu Freefem++ a otestovali jejich chování na geometrii podobné aneurysma. Vyzkoušeli jsme také chování navržených schémat v případě, kdy se rostoucí aneurysma dotkne překážky, například kosti (s no-slip podmínkou na okraji). Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
| |
|
|
Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic
Monhartová, Petra ; Feistauer, Miloslav (vedoucí práce) ; Janovský, Vladimír (oponent)
V předložené práci studujeme numerické metody pro řešení obyčejných diferenciálních rovnic s počátečními podmínkami. Pomocí Tay- lorova vzorce odvodíme některé jednokrokové numerické metody. Srovnáme numerická řešení vypočítaná pomocí explicitní Eulerovy metody a impli- citní Eulerovy metody. Budeme se zabývat Rungeovo-Kuttovými metodami 2. a 4. řádu. Zjistíme, jak přesně řešení získané pomocí těchto metod aproxi- muje přesné řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Dále studujeme odhady chyby těchto numerických řešení obyčejných diferenciálních rovnic pomocí metody polovičního kroku. 1
|
|
|
Mathematical Analysis and Numerical Computation of Volume-Constrained Evolutionary Problems Involving Free Boundaries
Švadlenka, Karel ; Feistauer, Miloslav (vedoucí práce) ; Křížek, Michal (oponent) ; Knobloch, Petr (oponent)
The object of study of the present thesis are evolutionary problems satisfying volume preservation condition, i.e., problems whose solution have a constant value of the integral of their graph. In particular, the following types of problems with volume constraint are dealt with: parabolic problem (heat-type), hyperbolic problem (wave-type), parabolic free-boundary problem (heat-type with obstacle) and hyperbolic free-boundary problem (degenerate wave-type with obstacle). The key points are design of equations, proof of existence of weak solutions to them and development of numerical methods and algorithms for such problems. The main tool in both the theoretical analysis and the numerical computation is the discrete Morse flow, a variational method consisting in discretizing time and stating a minimization problem on each time-level. The volume constraint appears in the equation as a nonlocal nonlinear Lagrange multiplier but it can be handled elegantly in discrete Morse flow method by restraining the set of admissible functions for minimization. The theory is illustrated with results of numerical experiments.
|
|
|
Shape Optimization for Navier-Stokes Equations with Viscosity
Stebel, Jan ; Haslinger, Jaroslav (vedoucí práce) ; Feistauer, Miloslav (oponent) ; Feireisl, Eduard (oponent)
V práci se řeší problém optimalizace tvaru vstupní komory, která je součástí strojů na výrobu papíru a která přivádi směs "voda+dřevní hmota" do výrobního procesu. Cílem je navrhnout takový tvar, který zajišťuje a priori daný průběh rychlosti směsi na výtokové části. Z matematického hlediska se jedná o úlohu optimálního řízení, kdy řídící proměnnou je tvar oblasti, která představuje vstupní komoru, stavovou úlohou je zobecnění Navier-Stokesův systém s netriviálními okrajovými podmínkami. Cílem je teoretické studium této úlohy (důkaz existence řešení), její diskretizace a numerická realizace.
|
|
|
Výpočetní srovnání hp-adaptivních přístupů
Kubásek, Petr ; Vejchodský, Tomáš (vedoucí práce) ; Feistauer, Miloslav (oponent)
Cílem této práce je porovnat řízení hp-adaptivního procesu pomocí referenčního řešení a různých aposteriorních odhadů chyby. Tyto přístupy jsou porovnávány z hlediska globální diskretizační chyby a potřebného počtu stupňů volnosti. Konkrétně se zabýváme explicitními residuálními odhady, implicitními residuálními odhady Dirichletova a Neumannova typu a hierarchickými odhady. Všechny odhady jsou v práci podrobně odvozeny včetně jejich nejvýznamnějších vlastností. Jednotlivé přístupy jsou srovnávány pomocí numerických experimentů. Na jejich základě lze ríci, že nejlepších výsledků dosahuje adaptivita řízená pomocí referenčního řešení společně s implicitním Dirichletovým odhadem. Referenční řešení se zdá být nejspolehlivější metodou zatímco implicitní Dirichletův odhad je, s výjimkou některých případů, nejrychlejší.
|
|
| |
|
|
Numerické řešení Navierových-Stokesových rovnic se zobecněnou stavovou rovnicí
Ullrichová, Martina ; Dolejší, Vít (vedoucí práce) ; Feistauer, Miloslav (oponent)
Název práce: Numerické řešení Navierových-Stokesových rovnic se zobecněnou stavovou rovnicí Autor: Martina Ullrichová Katedra: Katedra numerické matematiky Vedoucí diplomové práce: doc. RNDr. Vít Dolejší, Ph.D., DSc. E-mail vedoucího: dolejsi@karlin.mff.cuni.cz Abstrakt: V předložené práci se zabýváme simulacemi vazkého stlačitelného proudění. Uvažujeme zobecněný model plynu, popsaný zobecněnými stavovými rovnicemi. Nejprve shrneme odvození těchto zobecněných vztahů a jejich vliv na existenci a jednoznačnost řešení celého systému. Poté na základě termodyna- mických zákonů navrhneme konkrétní možnosti jak tyto zobecněné vztahy volit. Pro ně řešíme problém proudění pomocí nespojité Galerkinovy metody, přičemž vzhledem k vlastnostem zobecněného modelu volíme explicitní časovou diskre- tizaci. Pro různé režimy proudění podél profilu NACA0012 nakonec porovnáme zobecněný model s obvykle užívaným modelem (ideálním plynem). Klíčová slova: proudění vazké stačitelné tekutiny, Navier-Stokesovy rovnice, nespojitá Galerkinova metoda, zobecněná stavová rovnice
|
host ::
RSS.