|
|
Numerické řešení proudění v časově závislých oblastech s elastickými stěnami
Hadrava, Martin
Název práce: Numerické řešení proudění v časově závislých oblastech s elastickými stěnami Autor: Martin Hadrava Katedra (ústav): Katedra numerické matematiky Vedoucí diplomové práce: prof. RNDr. Miloslav Feistauer, DrSc., dr. h. c. e-mail vedoucího: feist@karlin.mff.cuni.cz Abstrakt: Práce je věnována numerickému řešení proudění v časově závislých oblastech s elastickými stěnami. Tento problém má řadu aplikací v technice a medicíně. Proudění je popsáno systémem Navierových-Stokesových rovnic s vhodnými počátečními a okrajo- vými podmínkami. Část hranice oblasti vyplněné tekutinou je tvořena elastickou stěnou, jejíž deformace je popsána hyperbolickou rovnicí s počátečními a okrajovými podmín- kami. Její pravá strana představuje sílu, kterou působí proudící tekutina na obtékanou stěnu. Cílem je vypracovat numerickou metodu pro řešení tohoto kombinovaného pro- blému založenou na metodě konečných prvků a ALE formulaci rovnic popisujících prou- dění. Je proveden rozbor a formulace problému, diskretizace, algoritmizace a naprogra- mování modulů, které byly začleněny do stávajícího programového systému. Vypracovaná metoda je aplikována na řešení testovacích problémů. Klíčová slova: interakce tekutiny a elastické stěny, Navierovy-Stokesovy rovnice, ALE metoda, metoda konečných prvků, rovnice pro strunu 1
|
|
|
Numerické řešení proudění v časově závislých oblastech s elastickými stěnami
Hadrava, Martin ; Feistauer, Miloslav (vedoucí práce) ; Felcman, Jiří (oponent)
Název práce: Numerické řešení proudění v časově závislých oblastech s elastickými stěnami Autor: Martin Hadrava Katedra (ústav): Katedra numerické matematiky Vedoucí diplomové práce: prof. RNDr. Miloslav Feistauer, DrSc., dr. h. c. e-mail vedoucího: feist@karlin.mff.cuni.cz Abstrakt: Práce je věnována numerickému řešení proudění v časově závislých oblastech s elastickými stěnami. Tento problém má řadu aplikací v technice a medicíně. Proudění je popsáno systémem Navierových-Stokesových rovnic s vhodnými počátečními a okrajo- vými podmínkami. Část hranice oblasti vyplněné tekutinou je tvořena elastickou stěnou, jejíž deformace je popsána hyperbolickou rovnicí s počátečními a okrajovými podmín- kami. Její pravá strana představuje sílu, kterou působí proudící tekutina na obtékanou stěnu. Cílem je vypracovat numerickou metodu pro řešení tohoto kombinovaného pro- blému založenou na metodě konečných prvků a ALE formulaci rovnic popisujících prou- dění. Je proveden rozbor a formulace problému, diskretizace, algoritmizace a naprogra- mování modulů, které byly začleněny do stávajícího programového systému. Vypracovaná metoda je aplikována na řešení testovacích problémů. Klíčová slova: interakce tekutiny a elastické stěny, Navierovy-Stokesovy rovnice, ALE metoda, metoda konečných prvků, rovnice pro strunu 1
|
|
|
Fyzikální simulace kapaliny
Posolda, Jan ; Láník, Aleš (oponent) ; Navrátil, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá fyzikální simulací kapaliny. Je zde popsána výchozí teorie Navier-Stokesových rovnic a jejich numerické řešení pomocí metody Smoothed particle hydrodynamics. Dále jsou rozebrány algoritmy jednotlivých principů (viskoelasticita, zachování dvojí hustoty) a je uvedena jejich implementace. Na závěr bylo provedeno obsáhlé testování pro hledání stabilních parametrů simulace.
|
|
|
Simulace vlnění vody v reálném čase
Pilch, Martin ; Polok, Lukáš (oponent) ; Herout, Adam (vedoucí práce)
Předmětem práce je vytvoření simulace vlnění vody v reálném čase. Implementační platformou je Mac OS X a rozhraní OpenGL. Základem práce je vodní hladina, tvořená výškovou mapou. Metoda pro výpočet výškové mapy je založená na výpočtu sumy sinusoid s komplexními, časově závislými amplitudami. Pro výpočet je použita rychlá Fourierova transformace, Phillipsovo spektrum a gaussovský generátor náhodných čísel. Práce je implementována také pro platformu iOS a optimalizována pro běh na mobilních zařízeních díky použití programovatelného grafického řetězce a optimalizacích při výpočtech a vykreslování.
|
|
|
The nonstationary motion of solid body in a liquid
Stejskal, Jiří ; Hlavička, Rudolf (oponent) ; Čermák, Libor (vedoucí práce)
The subject of this thesis is the numerical simulation of the two-dimensional incompressible viscous flow. We consider a rotating ellipse concentric with a circle. The space between the ellipse and the circle is filled with a fluid. Our goal is to describe the fluid flow caused by the rotating ellipse, i.e., to determine the velocity field and pressure distribution. Further, we want to determine the additional effect of the fluid acting on the ellipse. These results are obtained as a solution of the Navier-Stokes equations by the finite element method. Special emphasis has been put on the derivation of the numerical scheme in a matrix form suitable for algorithmization. The Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method has been used to incorporate the moving domain into the algorithm. A suitable stabilization technique of the finite element method is necessary to obtain relevant outcome. Presented results indicate sufficient robustness and accuracy of the numerical algorithm.
|
|
| |
|
|
Finite element simulation of aeroelasticity problems
Horáček, Jaromír ; Sváček, P. ; Feistauer, M.
The paper presents results achieved by the authors in development of in-house codes based the finite element (FE) method and applied to solution of fluid-structure problems in aeroelasticity of airfoils. We consider flexibly supported airfoil with two- or three degrees of freedom (2- or3-DOF) in two-dimensional (2D) incompressible viscous flow. The airfoil vibration is described by nonlinear ordinary differential equations of motion for large vibration amplitudes. The flow is medeled by the Navier-Stokes equations for laminar flow or by the Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations for turbulent model.
|
|
|
Numerical solution of compressible subsonic flows in 3D channel
Pořízková, P. ; Kozel, K. ; Horáček, Jaromír
The channels shape is a simplified geometry of the glottal space in the human vocal tract. Goal is numerical simulation of flow in the channels which involves attributes of real flow causing acoustic perturbations. The system of Navier-Stokes equations closed with static pressure expression for ideal gas describes the unsteady laminar flow of compressible viscous fluid. The numerical solution is implemented using the finite volume method and the predictor-corrector MacCormack scheme with artificial viscosity using a grid of quadrilateral cells. The unsteady grid of quadrilateral cells is considered in the form of conservation laws using Arbitrary Lagrangian-Eulerian method.
|
|
|
Numerical simulation of 3D flows in atmospheric boundary layer
Šimonek, Jiří ; Kozel, K. ; Jaňour, Zbyněk
The work deals with the numerical solution of 3D turbulent stratified flows in atmospheric boundary layer over the cosine function shaped hill. Mathematical model for the turbulent stratified flows in atmospheric boundary layer is the Boussinesq model - Reynolds averaged Navier-Stokes equations (RANS) for incompressible turbulent flows with addition of the transport equation for density and that is coupled with the RANS system by the source term at the right hand side of the momentum equation. The artificial compressibility method and the finite volume method have been used in all computed cases and Lax-Wendroff scheme (MacCormack form) has been used together with the Cebecci-Smith algebraic turbulence model.
|
|
|
Numerical experiment of compressible flow in convergent channel- pressure spectral analysis
Pořízková, P. ; Kozel, Karel ; Horáček, Jaromír
This study deals with a numerical solution of a 2D unsteady flow of a compressible viscous fluid in a channel for low inlet airflow velocity. The unsteadiness of the flow is caused by a prescribed periodic motion of a part of the channel wall with large amplitudes, nearly closing the channel during oscillations. The flow is described by the system of Navier-Stokes equations for laminar flows. The numerical solution is implemented using the finite volume method (FVM) and the predictor-corrector MacCormack scheme with Jameson artificial viscosity using a gird of quadrilateral cells. The numerical results of unsteady flows in the channel are presented for inlet velocity uĄ = 4.12m/s, inlet Reynolds number ReĄ = 4481 and wall motion frequency 100Hz.
|
host ::
RSS.