| Title: | Isogeometrická analýza pro modelování nestlačitelného turbulentního proudění |
| Other Titles: | Isogeometric analysis for incompressible turbulent flow |
| Authors: | Turnerová, Eva |
| Issue Date: | 2020 |
| Publisher: | Západočeská univerzita v Plzni |
| Document type: | disertační práce |
| URI: | http://hdl.handle.net/11025/41886 |
| Keywords: | nestlačitelné proudění;navierovy-stokesovy rovnice;rans rovnice;turbulentní model;isogeometrická analýza;spojitá galerkinova metoda;b-spline bázové funkce;víceplátové oblasti;křivočará síť;numerická stabilizace;supg;sold;stabilizační parametr |
| Keywords in different language: | incompressible flow;navier-stokes equations;rans equations;turbulence model;high-order spatial discretization;isogeometric analysis;continuous galerkin method;b-spline basis function;multipatch;curvilinear meshes;tensor-product refinement;spurious oscillations;stabilization;supg;sold;crosswind diffusion;isotropic diffusion;stabilization parameter |
| Abstract: | Tato práce se zabývá aplikací isogeometrické analýzy na úlohy nestlačitelného turbulentního proudění. Proudění newtonovské nestlačitelné tekutiny je popsané pomocí Navierových-Stokesových rovnic. Navzdory rychlému vývoji numerickým metod pro přímou numerickou simulaci (DNS - Direct Numerical Simulation) proudění, jsou středované Navierovy-Stokesovy rovnice (RANS - Reynolds-Averaged Navier-Stokes) stále základním nástrojem pro numerické řešení turbulentního proudění. Řešení konvektivně dominantních úloh obsahuje mezní vrstvy, což jsou úzké oblasti, ve kterých se prudce mění hodnota řešení. Tyto mezní vrstvy lze ovšem velmi obtížně vyřešit. Výsledným efektem je značný nárůst numerických (nefyzikálních) oscilací, které způsobují ztrátu stability a přesnosti diskrétního řešení. K redukci numerických oscilací se používají metody jejichž cílem je vylepšení stability diskrétního řešení, ale bez ztráty přesnosti. Přístupy, které byly původně navržené pro metodu konečných prvků, využíváme pro isogeometrickou diskretizaci. SUPG (streamline upwind/Petrov-Galerkin) a SOLD (spurious oscillations at layers diminishing) metody jsou standardní přístupy používané pro metody založené na spojité Galerkinově metodě. Stabilizační metody přidávají umělou vazkost, jejíž množství regulujeme vhodnou volbou stabilizačního parametru. Přestože existuje mnoho variant stabilizačních parametrů, žádná z nich není optimální pro obecnou úlohu. V této práci se věnujeme studiu vlivu různých stabilizačních parametrů na výsledné numerické řešení. |
| Abstract in different language: | This doctoral thesis deals with application of isogeometric analysis to incompressible turbulent flow problems. The Navier-Stokes equations are the basis for computational modeling of the flow of an incompressible Newtonian fluid. Despite the development of the numerical methods for direct numerical simulation, Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) approach based on the time-averaging of the Navier-Stokes equations is the most common method to describe turbulent flow so far. Since IgA is continuous Galerkin-based method, the numerical solution of advection dominated problems is usually polluted by spurious (unphysical) oscillations, which causes loss of accuracy and stability. This type of problems contain sharp layers, where the solution gradients are very large. The stabilization techniques are investigated which improve the stability, however, without degrading accuracy. The approaches originally intended for the finite element method are employed for isogeometric discretization including the streamline upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) method and the spurious oscillations at layers diminishing (SOLD) method. The amount of added numerical diffusion is controlled by a suitable choice of the stabilization parameter. However, the formulas for the parameters are not optimal for general problem and hence the influence of various parameters is studied. |
| Rights: | Plný text práce je přístupný bez omezení. |
| Appears in Collections: | Disertační práce / Dissertations (KMA) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| disertacniPraceTurnerova.pdf | Plný text práce | 27,05 MB | Adobe PDF | View/Open |
| posudky odp-turnerova.pdf | Posudek oponenta práce | 2,35 MB | Adobe PDF | View/Open |
| protokol-odp-turnerova.pdf | Průběh obhajoby práce | 570,26 kB | Adobe PDF | View/Open |
Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11025/41886Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.