|
|
Numerical study of the steady airflow in the human respiratory system during inhaling and exhaling
Lancmanová, Anna ; Bodnár, Tomáš
This paper presents some of the initial results of the numerical simulations of a steady turbulent flow in human upper airways during inhalation and exhalation. The mathematical model is based on the system of Reynolds-Averaged incompressible Navier-Stokes equations complemented by the SST k − ω turbulence model. The simulations were performed using finite-volume open source solver OpenFOAM on a realistic three-dimensional geometry. The main aim of this particular study is to verify the computational setup with special focus on appropriate choice and implementation of boundary conditions. The prescribed boundary conditions are chosen to mimic the physiological conditions during normal breathing cycle. This study aims to gain an insight into the airflow behavior during the inhalation and exhalation process by comparing the results of two distinct simulations corresponding to two different (opposite) flow rates . The obtained local flow rates and flow fields for both cases are presented and mutually compared. This initial work should serve as a foundation for future more complex simulations that will include the time-dependent and compressible effects.
|
|
|
Numerical validation of a simple immersed boundary solver for branched channels simulations
Lancmanová, A. ; Bodnár, Tomáš ; Keslerová, D.
This contribution reports on an ongoing study of incompressible viscous fluid flow in two dimensional branched channels. A new finite difference solver was developed using a simple implementation of an immersed boundary method to represent the channel geometry. Numerical solutions obtained using this new solver are compared with outputs of an older finite volume code working on classical wall tted structured multiblock grid. Besides of the comparative evaluation of obtained solution, the aim is to verify whether the immersed boundary method is suitable (accurate and e cient enough) for simulations of flow in channels with complicated geometry where the the grid generation might be challenging.
|
|
|
Numerical methods for vortex dynamics
Outrata, Ondřej ; Hron, Jaroslav (vedoucí práce) ; Šístek, Jakub (oponent)
Práce popisuje dva aspekty řešení nestlačitelných Navier-Stokesových rovnic. Algebraické rovnice pocházející z diskretizace (pomocí konečných prvků) Navier-Stokesových rovnic jsou úlohy sedlového bodu, a díky tomu je jejich předpodmínění vysoce komplexní problém. V práci jsou prozkoumány dva typy předpodmínění, a to Pressure Convection Diffusion Reaction a Least Squares Commutator předpodmínění. Řešení problémů proudění v časově proměnných oblastech vyžaduje použití speciálních numerických metod, jako např. metoda fiktivní hranice, nebo Arbitrary Lagrangian Eulerian formulace Navier-Stokesových rovnic, které jsou použity v této práci. Problémy zkoumané v této práci jsou simulace experimentů provedených v tekutém Heliu při nízkých teplotách. Tyto simulace mohou být použity k zavedení vztahu mezi vířivostí a novou veličinou pseudovířivostí.
|
|
|
Numerical methods for vortex dynamics
Outrata, Ondřej ; Hron, Jaroslav (vedoucí práce) ; Šístek, Jakub (oponent)
Práce popisuje dva aspekty řešení nestlačitelných Navier-Stokesových rovnic. Algebraické rovnice pocházející z diskretizace (pomocí konečných prvků) Navier-Stokesových rovnic jsou úlohy sedlového bodu, a díky tomu je jejich předpodmínění vysoce komplexní problém. V práci jsou prozkoumány dva typy předpodmínění, a to Pressure Convection Diffusion Reaction a Least Squares Commutator předpodmínění. Řešení problémů proudění v časově proměnných oblastech vyžaduje použití speciálních numerických metod, jako např. metoda fiktivní hranice, nebo Arbitrary Lagrangian Eulerian formulace Navier-Stokesových rovnic, které jsou použity v této práci. Problémy zkoumané v této práci jsou simulace experimentů provedených v tekutém Heliu při nízkých teplotách. Tyto simulace mohou být použity k zavedení vztahu mezi vířivostí a novou veličinou pseudovířivostí.
|
|
| |
host ::
RSS.