|
|
Discontinuous Galerkin Methods for Solving Acoustic Problems
Nytra, Jan ; Hlavička, Rudolf (oponent) ; Čermák, Libor (vedoucí práce)
Partial differential equations play an important role in engineering applications. It is often possible to solve these equations only approximately, i.e. numerically. Therefore number of successful discretization techniques has been developed to solve these equations. The presented discontinuous Galerkin method seems to be very general method to solve this type of equations, especially useful for hyperbolic systems. Our aim is to solve aeroacoustic problems, where propagation of acoustic waves is described using linearized Euler equations. This system of equations is indeed hyperbolic and therefore the discontinuous Galerkin method was chosen. The most important aspects of this method is ability to deal with complex geometries, possibility of high-order method and its local character enabling efficient computation parallelization. We first introduce the discontinuous Galerkin method in general for one- and two-dimensional problems. We then test the algorithm to solve advection equation, which was chosen as a model case of hyperbolic equation. The method will be finally tested using number of verification problems, which were formulated to test methods for computational equations, including verification of boundary conditions, which, similarly to computational fluid dynamics, are important part of computational aeroacoustics.
|
|
|
Numerická simulace hluku generovaného nestabilitami ve smykové vrstvě
Šálený, Vratislav ; Kozubková, Milada (oponent) ; Paur, František (oponent) ; Tippner,, Jan (oponent) ; Katolický, Jaroslav (vedoucí práce)
Predikce a eliminace aerodynamicky generovaných hluků u rychle se pohybujících dopravních prostředků, jako jsou automobily, letadla a vlaky, je stále důležitější. Zvlášť tónový hluk generovaný nestabilitou smykové vrstvy vzduchu proudícího nad otvory dutin je jedním z nejvýznamnějších a nejintenzivnějších zdrojů aerodynamic-ky generovaných hluků. Výpočetní aeroakustika (CAA) založená na CFD simulacích stlačitelných Navierových-Stokesových rovnic nabízí nejobecnější možnosti pro predikci aerodynamicky indukovaných zvuků. Aeroakustika je prakticky vždy spojena s turbulentním prouděním, které je hlavní výzvou pro CFD simulace při řešení Navierových-Stokesových rovnic. V této práci jsou zkoumány čtyři různé přístupy modelování turbulence. Tři z nich patří do kategorie LES metod a jeden používá přístup URANS. Pro každý z těchto přístupů byla identifikována vhodná numerická diskretizační a iterační schémata, která byla implementována do otevřené softwarové platformy pro CFD simulace OpenFOAM. Přesnost, výpočetní výkonnost a spolehlivost konvergence těchto schémat byly studovány během třídimenzionálních CFD simulací na modelu vhodného reálného objektu. Výsledky CDF simulací jsou validovány měřením. Jako reálný objekt tohoto výzkumu CAA byla vybrána varhanní píšťala, protože jako zdroj generování tónů využívá samočinné oscilace, označované jako módy smykové vrstvy (Rossiter). Numerická simulace módů smykové vrstvy, respektive hluku generovaného nestabilitami ve smykové vrstvě, je předmětem této práce.
|
|
|
Numerická simulace hluku generovaného nestabilitami ve smykové vrstvě
Šálený, Vratislav ; Kozubková, Milada (oponent) ; Paur, František (oponent) ; Tippner,, Jan (oponent) ; Katolický, Jaroslav (vedoucí práce)
Predikce a eliminace aerodynamicky generovaných hluků u rychle se pohybujících dopravních prostředků, jako jsou automobily, letadla a vlaky, je stále důležitější. Zvlášť tónový hluk generovaný nestabilitou smykové vrstvy vzduchu proudícího nad otvory dutin je jedním z nejvýznamnějších a nejintenzivnějších zdrojů aerodynamic-ky generovaných hluků. Výpočetní aeroakustika (CAA) založená na CFD simulacích stlačitelných Navierových-Stokesových rovnic nabízí nejobecnější možnosti pro predikci aerodynamicky indukovaných zvuků. Aeroakustika je prakticky vždy spojena s turbulentním prouděním, které je hlavní výzvou pro CFD simulace při řešení Navierových-Stokesových rovnic. V této práci jsou zkoumány čtyři různé přístupy modelování turbulence. Tři z nich patří do kategorie LES metod a jeden používá přístup URANS. Pro každý z těchto přístupů byla identifikována vhodná numerická diskretizační a iterační schémata, která byla implementována do otevřené softwarové platformy pro CFD simulace OpenFOAM. Přesnost, výpočetní výkonnost a spolehlivost konvergence těchto schémat byly studovány během třídimenzionálních CFD simulací na modelu vhodného reálného objektu. Výsledky CDF simulací jsou validovány měřením. Jako reálný objekt tohoto výzkumu CAA byla vybrána varhanní píšťala, protože jako zdroj generování tónů využívá samočinné oscilace, označované jako módy smykové vrstvy (Rossiter). Numerická simulace módů smykové vrstvy, respektive hluku generovaného nestabilitami ve smykové vrstvě, je předmětem této práce.
|
|
|
Discontinuous Galerkin Methods for Solving Acoustic Problems
Nytra, Jan ; Hlavička, Rudolf (oponent) ; Čermák, Libor (vedoucí práce)
Partial differential equations play an important role in engineering applications. It is often possible to solve these equations only approximately, i.e. numerically. Therefore number of successful discretization techniques has been developed to solve these equations. The presented discontinuous Galerkin method seems to be very general method to solve this type of equations, especially useful for hyperbolic systems. Our aim is to solve aeroacoustic problems, where propagation of acoustic waves is described using linearized Euler equations. This system of equations is indeed hyperbolic and therefore the discontinuous Galerkin method was chosen. The most important aspects of this method is ability to deal with complex geometries, possibility of high-order method and its local character enabling efficient computation parallelization. We first introduce the discontinuous Galerkin method in general for one- and two-dimensional problems. We then test the algorithm to solve advection equation, which was chosen as a model case of hyperbolic equation. The method will be finally tested using number of verification problems, which were formulated to test methods for computational equations, including verification of boundary conditions, which, similarly to computational fluid dynamics, are important part of computational aeroacoustics.
|
host ::
RSS.