Numerické metody pro simulace interakce tekutiny a elastické látky

Abstract

Dynamický třídimensionální výpočet problému interakce tekutiny a elastického tělesa je značně výpočetně náročný a vhodná volba numerické metody může jeho řešení urychlit. Cílem diplomové práce je z hlediska přesnosti, výpočetní náročnosti a stability porovnat metody a možnosti efektivního řešení problému interakce proudění a elastického tělesa. Byl vypracován krátký přehled metod, které je možné použít na simulaci interakce a na základě současného stavu vyvíjeného kódu (viz [3]) byla jedna z nich vybrána. Pro tuto metodu byl analyzován vliv výběru diskretizace, způsobu provázání rovnic, geometrie a parametrů řešené úlohy a parametrů samotného řešiče na efektivnost případně stabilitu výpočtu řešení. Na numerických simulacích jsou ověřeny očekávané výsledky a zhodnocena efektivita použitého přístupu. Dále jsou nastíněny možné další směry pro zefektivnění použitého přístupu.

Dynamical three dimensional solution of fluid structure interaction problem is high CPU time and memory demanding, but good choice of numerical method could increase the efficiency. The aim of this Diploma thesis is to compare different methods and choices for efficient solution of fluid-structure interaction concerning the efficiency, the accuracy, computational costs. There was made short summary of methods, which can be used for modelling of fluid-structure interaction and there was chosen a method based on present state of code. For this method there was analyzed the influence of discretisation, coupling, problem geometry and problem parameters and solver parameters on efficiency of used methods and stability of solution. Numerical simulation were made to support this conclusions and to evaluate the efficiency of used method. Further there are outlined different ways of improvement used methods.