Thermomechanical interaction between outer ice shells and deep oceans on icy moons of Jupiter and Saturn

Abstract

Diplomová práce obsahuje přehled numerických nástrojů určených pro studium termomechanických interakcí dvoufázového systému na oblasti s horní hranicí tvořící volný povrch. Enthalpy diffused-interface formulace je použita pro aprox- imaci hranice fázové přeměny. Výsledky přibližného řešení jsou srovnány s ana- lytickým řešením Stefanovy úlohy. ALE kinematický popis kontinua je aplikován pro překonání komplikace ve formě volného povrchu. Správnost tohoto přístupu je zkoumána na testovací úloze vedení tepla. 1

The thesis contains a survey of numerical tools for studying thermomechanical interactions of a two-phase system contained in a domain with an upper bound- ary that forms a free surface. The enthalpy diffused-interface formulation is used for an approximation of the phase change interface and the computing algorithm is benchmarked against an analytical solution of the Stefan problem. Arbitrary Lagrangian-Eulerian kinematical description of the continuum is applied to over- come the difficulty in the form of the free surface. The validity of the approach is examined on a thermal convection benchmark problem. 1