|
|
Discontinuous Galerkin Methods for Solving Acoustic Problems
Nytra, Jan ; Hlavička, Rudolf (referee) ; Čermák, Libor (advisor)
Parciální diferenciální rovnice hrají důležitou v inženýrských aplikacích. Často je možné tyto rovnice řešit pouze přibližně, tj. numericky. Z toho důvodu vzniklo množství diskretizačních metod pro řešení těchto rovnic. Uvedená nespojitá Galerkinova metoda se zdá jako velmi obecná metoda pro řešení těchto rovnic, především pak pro hyperbolické systémy. Naším cílem je řešit úlohy aeroakustiky, přičemž šíření akustických vln je popsáno pomocí linearizovaných Eulerových rovnic. A jelikož se jedná o hyperbolický systém, byla vybrána právě nespojitá Galerkinova metoda. Mezi nejdůležitější aspekty této metody patří schopnost pracovat s geometricky složitými oblastmi, možnost dosáhnout metody vysokého řádu a dále lokální charakter toho schématu umožnuje efektivní paralelizaci výpočtu. Nejprve uvedeme nespojitou Galerkinovu metodu v obecném pojetí pro jedno- a dvoudimenzionalní úlohy. Algoritmus následně otestujeme pro řešení rovnice advekce, která byla zvolena jako modelový případ hyperbolické rovnice. Metoda nakonec bude testována na řadě verifikačních úloh, které byly formulovány pro testování metod pro výpočetní aeroakustiku, včetně oveření okrajových podmínek, které, stejně jako v případě teorie proudění tekutin, jsou nedílnou součástí výpočetní aeroakustiky.
|
|
|
Numerical Solution of the Three-dimensional Compressible Flow
Kyncl, Martin ; Felcman, Jiří (advisor) ; Dolejší, Vít (referee) ; Brandner, Marek (referee)
Title: Numerical Solution of the Three-dimensional Compressible Flow Author: Martin Kyncl Department: Department of Numerical Mathematics Supervisor: Doc. RNDr. Jiří Felcman, CSc. Abstract: This thesis deals with a fluid flow in 3D in general. The system of the equations, describing the compressible gas flow, is solved numerically, with the aid of the finite volume method. The main purpose is to describe particular boundary conditions, based on the analysis of the incomplete Riemann problem. The analysis of the original initial-value problem shows, that the right hand-side initial condition, forming the Riemann problem, can be partially replaced by the suitable complementary condition. Several modifications of the Riemann problem are introduced and analyzed, as an original result of this work. Algorithms to solve such problems were implemented and used in code for the solution of the compressible gas flow. Numerical experiments documenting the suggested methods are performed. Keywords: compressible fluid flow, the Navier-Stokes equations, the Euler equations, boundary conditions, finite volume method, the Riemann problem, numerical flux, tur- bulent flow
|
|
|
Numerical Solution of the Three-dimensional Compressible Flow
Kyncl, Martin ; Felcman, Jiří (advisor) ; Dolejší, Vít (referee) ; Brandner, Marek (referee)
Title: Numerical Solution of the Three-dimensional Compressible Flow Author: Martin Kyncl Department: Department of Numerical Mathematics Supervisor: Doc. RNDr. Jiří Felcman, CSc. Abstract: This thesis deals with a fluid flow in 3D in general. The system of the equations, describing the compressible gas flow, is solved numerically, with the aid of the finite volume method. The main purpose is to describe particular boundary conditions, based on the analysis of the incomplete Riemann problem. The analysis of the original initial-value problem shows, that the right hand-side initial condition, forming the Riemann problem, can be partially replaced by the suitable complementary condition. Several modifications of the Riemann problem are introduced and analyzed, as an original result of this work. Algorithms to solve such problems were implemented and used in code for the solution of the compressible gas flow. Numerical experiments documenting the suggested methods are performed. Keywords: compressible fluid flow, the Navier-Stokes equations, the Euler equations, boundary conditions, finite volume method, the Riemann problem, numerical flux, tur- bulent flow
|
|
|
Discontinuous Galerkin Methods for Solving Acoustic Problems
Nytra, Jan ; Hlavička, Rudolf (referee) ; Čermák, Libor (advisor)
Parciální diferenciální rovnice hrají důležitou v inženýrských aplikacích. Často je možné tyto rovnice řešit pouze přibližně, tj. numericky. Z toho důvodu vzniklo množství diskretizačních metod pro řešení těchto rovnic. Uvedená nespojitá Galerkinova metoda se zdá jako velmi obecná metoda pro řešení těchto rovnic, především pak pro hyperbolické systémy. Naším cílem je řešit úlohy aeroakustiky, přičemž šíření akustických vln je popsáno pomocí linearizovaných Eulerových rovnic. A jelikož se jedná o hyperbolický systém, byla vybrána právě nespojitá Galerkinova metoda. Mezi nejdůležitější aspekty této metody patří schopnost pracovat s geometricky složitými oblastmi, možnost dosáhnout metody vysokého řádu a dále lokální charakter toho schématu umožnuje efektivní paralelizaci výpočtu. Nejprve uvedeme nespojitou Galerkinovu metodu v obecném pojetí pro jedno- a dvoudimenzionalní úlohy. Algoritmus následně otestujeme pro řešení rovnice advekce, která byla zvolena jako modelový případ hyperbolické rovnice. Metoda nakonec bude testována na řadě verifikačních úloh, které byly formulovány pro testování metod pro výpočetní aeroakustiku, včetně oveření okrajových podmínek, které, stejně jako v případě teorie proudění tekutin, jsou nedílnou součástí výpočetní aeroakustiky.
|
guest ::
