|
| |
|
|
Cosmology on Small Scales 2022: Dark Energy and the Local Hubble Expansion Problem
Křížek, Michal ; Dumin, Y. V.
One hundred years ago, Russian mathematician and physicist Alexander A. Friedmann applied the system of Einstein equations to the three-dimensional sphere with a time varying radius. In this way, he obtained a nonlinear ordinary differential equation which is called the Friedmann equation after him and serves now as a cornerstone of the standard cosmological model. Unfortunately, it is well known that this model exhibits a number of paradoxes. Thus, the main goal of the CSS 2022 Conference Proceedings is to discuss whether and how the Friedmann equation can be applied at the various spatial scales, from our local cosmic neighborhood up to the whole Universe, and if the existence of dark matter and dark energy are merely artifacts of the excessive extrapolations.
|
|
|
100 years of the Friedmann equation
Křížek, Michal
In 1922, Alexander Friedmann applied Einstein’s equations to a three-dimensional sphere to describe the evolution of our universe. In this way he obtained a nonlinear ordinary differential equation (called after him) for the expansion function representing the radius of that sphere. At present, the standard cosmological ΛCDM model of the universe is based just on the Friedmann equation. It needs a significant amount of dark matter, about six times that of the usual baryonic matter, besides an even larger amount of dark energy to be consistent with the real universe. But to date, both dark matter and dark energy have remained without concrete evidence based on direct physical measurements. We present several arguments showing that such a claimed amount of dark matter and dark energy can only be the result of vast overestimation, incorrect extrapolations, and that it does not correspond to the real universe. The spatial part of our universe seems to be locally flat and thus it can be locally modeled by the Euclidean space. However, Friedmann did not consider the flat space with zero curvature. Therefore, in the second part of this paper we will derive a general form of the corresponding metric tensor satisfying Einstein’s equations with zero right-hand side.
|
|
|
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.
|
|
| |
|
| |
|
| |
|
| |
|
|
Fluid-structure interaction of compressible flow
Hasnedlová, Jaroslava ; Feistauer, Miloslav (vedoucí práce) ; Křížek, Michal (oponent) ; Kozel, Karel (oponent) ; Rannacher, Rolf (oponent)
Název práce: Interakce stlačitelného proudění a struktur Autor: RNDr. Jaroslava Hasnedlová Katedra: Katedra numerické matematiky, Institute of Applied Mathematics Vedoucí práce: Prof. RNDr. Miloslav Feistauer, DrSc., Dr. h. c., Prof. Dr. Dr. h. c. Rolf Rannacher e-mail vedoucího: feist@karlin.mff.cuni.cz, rannacher@iwr.uni-heidelberg.de Abstrakt: Předkládaná práce je rozdělena do dvou částí. První část se zabývá teorií nespojité Galerkinovy metody konečných prvků (DGFEM) pro časoprostorovou diskretizaci nestacionárního problému konvekce-difuze s nelinearní konvekcí a linearní difuzí. DGFEM je aplikována odděleně v čase a prostoru s užitím obecně rozdílných sítí na různých časových úrovních a polynomů obecně rozdílných řádů p a q pro pros- torovou a časovou diskretizaci. Hlavním zájmem této části je důkaz odhadu chyby metody v L2 (L2 )-normě a v DG-normě. Druhá část práce pojednává o problému in- terakce stlačitelného vazkého proudění s elastickým tělesem. Časová závislost oblasti vyplněné tekutinou je brána v potaz pomocí ALE metody a stlačitelné Navierovy- Stokesovy rovnice jsou formulovány v ALE tvaru. Deformace elastického tělesa způsobená aerodymickými silami je popsána pomocí dynamických rovnic...
|
|
|
Výpočet magnetického pole v anizotropním a nelineárním prostředí metodou konečných prvků
Kunický, Zdeněk ; Vejchodský, Tomáš (vedoucí práce) ; Křížek, Michal (oponent)
V přeložené práci studujeme modelování stacionárního magnetického pole v nelineárních, anizotropních prostředích metodou konečných prvků. Zkoumáme magnetické vlastnosti takovýchto materiálů a získané znalosti poté aplikujeme u konstrukce úplného 2D modelu anizotropního plechu, kde bylo dosaženo některých vylepšení s ohledem na již dříve publikované práce. Uvádíme také rozšíření 3D modelu plechových laminací pro případ anizotropních plechů. Poukazujeme na nedostatky standardních vět o existenci a jednoznačnosti okrajových úloh s tím, že tyto věty předpokládají materiálové vlastnosti jež neodpovídají fyzikální situaci. Místo nich uvádíme formulace nové, jež odrážejí skutečné fyzikální vlastnosti látek. Dokážeme obecné věty o existenci a jednoznačnosti pro získané okrajové úlohy, jakož i věty o konvergenci diskrétních řešení. Na závěř porovnáme konvenční a úplný 2D model anizotropního plechu ve dvou modelech jádra transformátoru. Diskrétní řešení hledáme adaptivní Newtonovou metodou. Získaná řešení pak předkládáme včetně komentáře.
|
host ::
RSS.