|
|
Numerical simulation of unsteady low-Mach number viscous flow in a channel
Punčochářová, P. ; Kozel, Karel ; Horáček, Jaromír ; Fürst, J.
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 channel is a simplified model of the glottal space in the human vocal and the flow can represent a model of airflow coming from the trachea, through the glottal region with periodically vibrating vocal folds to the human vocal tract. The flow is described by a system of Navier-Stokes equations for laminar flows. The numerical solution is implemented using a grid of quadrilateral cells. Due the motion of the grid, the basic equations are considered in the Arbitrary Lagrangian-Eulerian form. Numerical results are presented for Mach number 0,012m, Reynolds number 5000 and vibration frequency 100 Hz.
|
|
|
Dual-time stepping method applied to a numerical solution of unsteady incompressible flow with a vibrating profile
Honzátko, R. ; Horáček, Jaromír ; Kozel, K.
The paper presents numerical solution of two-dimensional incompressible flow in the interaction with a vibrating profile. The profile has two degrees of freedom. Mathematical model is represented either by the Euler equations in the case of inviscid flow or the Navier-Stokes equations in the case of viscous flow. Finite volume method is used as a discretization method. The dual-time stepping method is applied to unsteady simulations. This method provides a possibility to develop a time-accurate time-marching scheme for unsteady incompressible flows. Computational domain deformation due to the profile motion are treated using the Arbitrary Lagrangian-Eulerian method (ALE). Numerical schemes used for unsteady flow calculations are implemented in a form satisfying the geometric conservation law (GCL).
|
|
|
Numerické simulace interakce neviskozního a viskozního proudění nestlačitelné tekutiny s vibrujícím profilem
Honzátko, R. ; Horáček, Jaromír ; Kozel, Karel
Článek pojednává o numerickém řešení interakce 2D nestlačitelného proudění a volně kmitajícího profilu s velkými amplitudami. Profil může oscilovat kolem elastické osy a ve vertikálním směru. Pohyb profilu je popsán dvěmi nelineárními obyčejnými diferenciálními rovnicemi numericky řešenými metodou Runge-Kutta čtvrtého řádu. Eulerovy a Navier-Stokesovy rovnice popisují proudění neviskozní a viskozní tekutiny. Aplikována jsou numerická schémata metody konečných objemů na strukturované čtyřúhelníkové C-síti. V numerickém řešení je zahrnuta metoda umělé stlačitelnosti a duálního času. Deformace výpočetní oblasti díky pohybu profilu jsou respektovány pomocí ALE metody.
|
|
|
Numerická simulace stlačitelného proudění s nízkým Machovým číslem skrz oscilující štěrbinu
Punčochářová, Petra ; Fürst, J. ; Kozel, Karel ; Horáček, Jaromír
Příspěvek se zabývá numerickým řešením 2D nestacionárním prouděním stlačitelné viskozní tekutiny v symetrickém kanále pro nízké rychlosti vzduchu na vstupu. Nestacionarita proudění je způsobena předepsaným periodickým pohybem části stěny kanálu s velkými amplitudami téměř uzavírajícími průřez kanálu během oscilací. Proudění může reprezentovat zjednodušený model proudění vzduchu přicházejícího z plic skrz mezihlasivkovou štěrbinu s periodicky kmitajícími hlasivkami a ústícího do modelu vokálního traktu člověka. Numerické řešení metodou konečných objemů využívá explicitní Mac Cormackovo schéma prediktor-korektor s Jamesonovou umělou viskozitou na čtyřúhelníkové výpočetní síti. Pohyblivá síť je uvažována pomocí ALE metody ve tvaru zákonů zachování.
|
|
| |
|
|
Numerické řešení stacionárního a nestacionárního stlačitelného viskozního proudění v kanále
Punčochářová, P. ; Kozel, Karel ; Horáček, Jaromír ; Fürst, J.
Článek se zabývá numerickým řešením 2D nestacionárního proudění stalčitelné vizkozní tekutiny v kanále pro malé náběžné rychlosti proudu. Nestacionarita proudění je způsobena předepsaným periodickým pohybem části stěny kanálu s velkými amplituadami. Kanál se harmonicky otevírá a téměř zavírá. Ve fázi uzavírání rychlost proudu se zvyšuje v nejužším průřezu, kde viskozní síly hrají významnou roli. Takže pro správné modelování proudění reálné tekutiny je zapotřebí uvažovat stlačitelné nestacionární proudění viskozní tekutiny popsané Navier-Stokesovými rovnicemi. Výsledky simulací byly získány specielně vytvořenými výpočetními programy.
|
|
|
Numerické řešení proudění kolem profilu vibrujícího s dvěma stupni volnosti
Honzátko, R. ; Horáček, Jaromír ; Kozel, K.
Článek se zabývá numerickým řešením 2D proudění nestlačitelné ideální tekutiny kolem vibrujícího profilu NACA 0012 se dvěma stupni volnosti. Profil může rotovat kolem elastické osy a oscilovat ve vertikálním směru. K řešení je použita metoha konečných objemů ve formě centrovaného schématu na čtyřúhelníkové C-síti. Model tekutiny je reprezentován modifikovaným systémem nestacionárních Eulerových rovnic a pohyb profilu je popsán systémem dvou obyčejných diferenciálních rovnic. Numerické simulace vibrací profilu způsobených proudem tekutiny spočívají ve společném řešení těchto dvou systémů vázaných rovnic. K řešení nestacionárního proudění na pohybující se síti je použito ALE metody.
|
|
| |
|
|
Numerické řešení nestacionárního proudění stlačitelné viskozní tekutiny v kanále
Punčochářová, Petra ; Kozel, Karel ; Fürst, J. ; Horáček, Jaromír
Práce se zabývá numerickým řešením viskozní ho laminárního proudění v kanále s proměnou hranicí kanálu v čase. K řešení je použita metoda konečných objemů, MacCormackovo schéma a zavedena je umělá viskozita. Matematický model je založen na řešení nestacionárních 2D Navierových-Stokesových rovnicích pro laminární proudění. Nestacionarita je způsobena časově proměnou hranicí. Kanál představuje jednoduchý model vokálního traktu člověka. Je použita ALE metoda na pohybující se oblasti. Jsou prezentovány některé numerické výsledky pro 2 různé kanály.
|
|
| |
host ::
RSS.