Simulace proudění nenewtonovských tekutin pomocí lattice Boltzmannovy metody
Nonnewtonian fluid flow simulation using lattice Boltzmann method
diploma thesis (DEFENDED)
View/ Open
Permanent link
http://hdl.handle.net/20.500.11956/49638Identifiers
Study Information System: 84575
Collections
- Kvalifikační práce [10678]
Author
Advisor
Referee
Málek, Josef
Faculty / Institute
Faculty of Mathematics and Physics
Discipline
Mathematical and Computer Modelling in Physics and Engineering
Department
Mathematical Institute of Charles University
Date of defense
14. 9. 2011
Publisher
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaLanguage
Czech
Grade
Excellent
Keywords (Czech)
lattice Boltzmannova metoda, nenewtonovské tekutiny, Hermitovský rozvoj, kinetické schémaKeywords (English)
Lattice Boltzmann Method, non-newtonian fluids, Hermite expansion, lattice kinetic schemeNázev práce: Simulace proudění nenewtonovských tekutin pomocí lattice Boltz- mannovy metody Autor: Bc. Pavel Kuriščák Katedra (ústav): Matematický ústav UK Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Ing. Jaroslav Hron Ph.D. e-mail vedoucího: Jaroslav.Hron@mff.cuni.cz Abstrakt: Cílem této práce je najít a zavést modifikaci lattice Boltzmannovy metody, která by umožňovala simulovat nenewtonovské chování tekutin. V teoret- ické části práce je představen postup (převzatý z práce [22]), založený na rozvoji do báze Hermitových polynomů, umožňující odvodit Navierovy-Stokesovy rovnice zcela a priori z Boltzmanovy rovnice. Tento postup je následně aplikován na metodu navrženou v [11], která umožňuje lokálně nastavovat viskozitu v tekutině dle požadavků konkrétního nenewtonovského modelu pomocí změny rovnovážného rozdělení. V závěrečné části práce je tato metoda implementována v podobě ki- netického schématu a aplikována na tři ukázkové problémy. Klíčová slova: lattice Boltzmannova metoda, nenewtonovské tekutiny, Hermi- tovský rozvoj, kinetické schéma
Title: Non-newtonian fluid flow simulation using lattice Boltzmann method Author: Bc. Pavel Kuriščák Department: Mathematical Institute, Charles University Supervisor: RNDr. Ing. Jaroslav Hron Ph.D. Supervisor's e-mail address: Jaroslav.Hron@mff.cuni.cz Abstract: The aim of this thesis is to find and estabilish a modification to the Lattice Boltzmann Method, allowing it to simulate non-newtonian behaviour of fluids. In the theoretical part of thesis, there is introduced a derivation, based on the work of [22], that is capable of arriving to macroscopical Navier-Stokes equa- tions completely a priori from the Boltzmann equation, utilizing the Hermite basis expansion. This derivation is afterwards applied to the method suggested by [11], that uses the changed equilibrium distribution to fine-tune the local fluid viscosity according to the non-newtonian model. In the last part of thesis, this method is implemented in the form of lattice kinetic scheme and tested on three sample problems. Keywords: Lattice Boltzmann Method, non-newtonian fluids, Hermite expansion, lattice kinetic scheme