|
|
Modelling of flow and pressure characteristics in the model of the human upper respiratory tract under varying conditions
Karlíková, Adéla ; Forjan,, Mathias (oponent) ; Paštěka, Richard (vedoucí práce)
The aim of this master’s thesis is to create 3D model of upper respiratory tract (URT) according to the original model segmented from CT data, apply different conditions to the air flow inside the model, and afterwards, evaluate the change of characteristics of velocity and pressure. The model of URT was realized in the interface of Computational Fluid Dynamics software ANSYS and the Navier-Stokes equations were used for modeling the air flow inside the model. Firstly, simple 2D model was created for familiarization with the ANSYS interface. Furthermore, the 3D model of URT was constructed, and velocity and pressure characteristics were modeled under varying conditions. These conditions include different placement and quantity of sampling gaps within the model and choice of different combinations of inlets. Finally, the results are presented and evaluated along with the illustrations of the models modeled under varying conditions. The 3D model of URT means a compromise between computational load and model complexity and can be used as a basis for further research.
|
|
|
Modifikace Navier-Stokesových rovnic za předpokladu kvazipotenciálního proudění
Navrátil, Dušan ; Pochylý, František (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá Navier-Stokesovými rovnicemi v křivočarých souřadnicích a jejich následném řešení pro kvazipotenciální proudění. Důraz je kladen na detailní popis křivočarého prostoru a jeho vyjádření pomocí Bézierových křivek, Bézierových ploch a Bézierových těles. Dále jsou zavedeny základní pojmy z teorie hydromechaniky, včetně potenciálního a kvazipotenciálního proudění. V práci je odvození Cauchyho rovnic, jako důsledek zákona zachování hybnosti a odvození rovnice kontinuity, jako důsledek zákona zachování hmotnosti. Navier-Stokesovy rovnice jsou poté odvozeny z Cauchyho rovnic uvažováním Cauchyho tenzoru napětí Newtonské stlačitelné kapaliny. Následná transformace do křivočarých souřadnic je provedena pomocí diferenciálních operátorů v křivočarých souřadnicích a využitím vektoru křivosti prostorové křivky. V závěrečné části práce je využití teoretických poznatků z předchozích kapitol při řešení okrajové úlohy kvazipotenciálního proudění, která je řešena pomocí metody konečných diferencí v prostředí Matlab.
|
|
|
Magnus force acting upon a rotating sphere passing in an incompressible viscous flow
Beck, Dominik ; Martinec, Zdeněk (vedoucí práce) ; Čadek, Ondřej (oponent)
Jsou znovuodvozeny klasické výsledky hydromechaniky jako např. Stokesův a Kirchhofův zákon ve zjednodušené kompaktní vektorové symbolice. Tyto zákony jsou opraveny o první perturbaci malého Reynoldsova čísla a poté vizuálně porovnány s experimentem. Pro dokonalou rotující a pohybující se kouli obklopenou Newtonovskou vizkózní kapalinou je pro malé podélné rychlosti a malé rotace (malá Reynoldsova čísla) odvozena Magnusova síla z perturbační řady Navierových-Stokesových rovnic.
|
|
|
Volumetrické efekty akcelerované na GPU
Kubovčík, Tomáš ; Tóth, Michal (oponent) ; Starka, Tomáš (vedoucí práce)
Táto práca sa zaoberá simuláciou a vykresľovaním volumetrických efektov založených na toku tekutín, najmä efektu ohňa a dymu. Výpočty sú akcelerované na grafickej karte použitím moderného grafického API s cieľom dosiahnutia realistických vizuálnych výstupov ako aj fyzicky korektných výpočtov. Implementované volumetrické efekty sú sprístupnené vo forme dynamickej knižnice, umožňujúcej rozšírenie stávajúcich aplikácií o dané efekty.
|
|
|
Přítokové a výtokové okrajové podmínky na umělých hranicích.
Kubáč, Vojtěch ; Lanzendörfer, Martin (vedoucí práce) ; Tůma, Karel (oponent)
Tato práce nejdříve odvodí základní vztahy mechaniky tekutin, zejména pro ustálené nestlačitelné proudění. V další části ukáže slabou formulaci odvozených rovnic a některé okrajové podmínky. Konečně největší díl zaujímají numerické experimenty s jednoduchými rovinnými prouděními za účelem nalezení vhodných přítokových a výtokových podmínek na umělé hranici pro úlohu výtoku z dlou- hého kanálu, nebo naopak přítoku do něj. 1
|
|
|
Fluid-structure interaction
Kosík, Adam ; Feistauer, Miloslav (vedoucí práce) ; Richter, Thomas (oponent) ; Fürst, Jiří (oponent)
V této práci se zabýváme numerickou simulací interakce proudící stlačitel- né vazké tekutiny a elastického tělesa ve 2D. Deformace obtékaného elastického tělesa jsou popsány pomocí 2D lineárního modelu pružnosti a nelineárního St. Ve- nantova-Kirchhoffova a neo-Hookeova modelu pružnosti. Proudění tekutiny je popsáno stlačitelnými Navierovými-Stokesovými rovnicemi, které jsou formulo- vány v ALE (arbitrary Lagrangian-Eulerian) tvaru. Pomocí ALE metody bereme v potaz časovou závislost oblasti vyplněné tekutinou. Diskretizace problému proudění i problému pružnosti je provedena pomocí nespojité Galerkinovy metody konečných prvků (DGM). Svoji pozornost věnujeme testování DGM aplikované na řešení problémů proudění tekutiny a pružnosti. Dále popisujeme algoritmus interakce a způsobu, jak vyřešit problém deformace oblasti vyplněné proudící tekutinou. Motivací naší práce jsou aplikace v biomedicíně. Numerické experi- menty zahrnují numerickou simulaci kmitání lidských hlasivek vyvolané působe- ním stlačitelného vazkého proudění.
|
|
|
Interakce proudící tekutiny a elastického tělesa
Kosík, Adam
V předložené práci se zabýváme numerickou simulací interakce mezi proudící tekutinou a elastickým tělesem. Jedná se tedy o sdružený problém řešení rovnic popisují- cích proudění a rovnic popisujících dynamické chování elastického tělesa, které je částečně obtékáno tekutinou. Pro tyto dva systémy navrhneme vhodné přechodové podmínky. Prou- dění tekutiny je modelováno pomocí Navierových-Stokesových rovnic, které musí být kvůli deformaci výpočetní oblasti způsobené pohybem tělesa přeformulovány tzv. ALE meto- dou. Také pro pohyb elastického tělesa je vytvořen matematický model, který vychází ze zobecněného Hookeova zákona. Rovnice řešíme metodou konečných prvků. Vypracované metody testujeme na fyzikálním modelu lidských hlasivek. 1
|
|
|
Numerická simulace proudění stlačitelných tekutin pomocí paralelních výpočtů
Šíp, Viktor ; Dolejší, Vít (vedoucí práce) ; Felcman, Jiří (oponent)
Předmětem práce je paralelní implementace programu na numerickou simulaci proudění stlačitelných tekutin. Program je založen na nespojité Galerkinově metodě, která je díky svým vlastnostem velmi vhodná pro paralelizaci. V práci popíšeme Navier-Stokesovy rovnice a jejich diskretizaci pomocí nespojité Galerkinovy metody. Vyložíme výhody, které použití nespojité Galerkinovy metody přináší, a formulujeme algoritmus pro běh na jediném procesoru. Dále se zaměříme na paralelní implementaci algoritmu a jednotlivé problémy s tím související. V poslední kapitole předložíme výsledky numerických experimentů ukazujících efektivitu paralelní implementace.
|
|
|
Numerical simulation of compressible flows with the aid of multigrid methods
Živčák, Andrej ; Dolejší, Vít (vedoucí práce) ; Knobloch, Petr (oponent)
Skúmame numerické riešenie Navier-Stokesovych rovníc popisujúcich prúdenie viskóznej stlačitel'nej tekutiny. Rovnice sú diskretizované pomocou ne- spojitej Galerkinovej metódy konečných prvkov, ktorá je založená na aproximácii po častiach nespojitými polynomiálnymi funkciami. Diskretizovaná úloha vedie k vel'kému systému nelineárnych algebraických rovníc. S ciel'om vyriešit' tento systém efektívne sme odvodili tzv. p-multigridnú stratégiu riešenia, ktorá používa ako operátory projekcie a restrikcie L2 -projekciu medzi priestorami polynomiál- nych funkcií a to zvlášt' pre každý element. p-Multigridná technika bola študo- vaná, odvodená a implementovaná v kóde ADGFEM. Výpočetný výkon metódy je uvedený.
|
|
|
Pohyb stlačitelné tekutiny v časově proměnných oblastech
Sýkora, Petr ; Feireisl, Eduard (vedoucí práce) ; Pokorný, Milan (oponent)
V této práci studujeme existenci slabého řešení pro stlačitelné Navier-Stokesovy rovnice na neomezených, časově závislých oblastech. S použitím metod představených v knize Eduarda Feireisla, Dynamics of Viscous Compressible Fluids, nejprve rozšíříme výsledky článku Feireisl E. Neustupa J. Stebel J., Convergence of a Brinkman-type penalization for compressible fluid flows, který studuje proudění s "no-slip" okrajovou podmínkou na omezených oblastech. Dále rozšíříme výsledky článku Feireisl E. Kreml O. Nečasová Š. Neustupa J. Stebel J., Weak solutions to the barotropic Navier-Stokes system with slip boundary conditions in time dependent domains, který studuje proudění s úplnou Navierovou okrajovou podmínkou. Nakonec se budeme zabývat řešením systému pro rotující tekutinu. V tomto případě se v pohybové rovnici objeví nové členy představujicí Coriolisovu a odstředivou sílu, které způsobují problémy.
|
host ::
RSS.