Simulace dvojrozměrného toku kolem překážek za použití "lattice-gas" celulárních automatů

Abstract

Celulární automaty představují originální výpočetní metodu, která našla uplatnění v mnohých oblastech, a pole její působnosti se stále zvěčšuje. Speciální třída celulárních automatů, Lattice-gas celulární automaty (LGCA) se s úspěchem utkala z mnohýma problémama v oblasti simulaci toku tekutin, a vyvynula se v jednu z nejperspektívnějších CFD metod, v Lattice-Boltzmanovu metodu. V teoretické části se zabíváme vývojem LGCA, vysvěltíme jejich teoretické základy a z jejich mikrodynamického popisu odvodíme hydrodynamické rovnice. V praktické části implementujeme dva význačné typy LGCA, Pair-interaction automat, a FCHC. Aplikujeme je na 3D tok kolem překážek nejrúznějších tvarú. Vědecky nejzajímavější část je věnovaná statistickým vlastnostem turbulentního toku, simulovaného těmito automaty, avšak bude zapotřeby delší výskum abychom mohli interpretovat získané výsledky. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Cellular automata constitues original computational methods, that found its application in many disciplines. The special class of cellular automata, so called lattice gas automata were succesfull in dealing with many challenges in hydrodynamic simulations, and they bootstrap one of the most perspective CFD methods, the Lattice Boltzmann models. In the theoretical part, we follow the evolution of the lattice gas automata, explore the theory behind them, and from their microdynamics, we derive the macroscopic equations. In the practical part, we implemented two distincet types of LGCA, the pair-interaction automata and FCHC. We applied them on the flow around obstacles of various shapes. The scientifically most relevant part concerns statistical properties of the turbulent flow simmulated by LGCA, but requires further research to conclude it. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)