Tato práce se zaměřuje na metody numerických simulací proudění tekutin. Cílem této práce je otestovat open-source solver NEK5000 využívající metodu spektrálních elementů a realizovat v něm simulaci obtékání válce, které je častým vzorovým případem a lze ji využít k verifikaci a validaci metody ve srovnání s jinými metodami.
Anotace v angličtině
This work is focused on numerical simulation methods of fluid flow. The target of this work is to try using an open-source solver called NEK5000 which employs the spectral elements method and to implement flow over a cylinder, which is a common example suitable for verifacation and validation of methods.
incompressible flow, simulation, fluid dynamics, Reynolds number, spectral element method
Rozsah průvodní práce
43 stran
Jazyk
CZ
Anotace
Tato práce se zaměřuje na metody numerických simulací proudění tekutin. Cílem této práce je otestovat open-source solver NEK5000 využívající metodu spektrálních elementů a realizovat v něm simulaci obtékání válce, které je častým vzorovým případem a lze ji využít k verifikaci a validaci metody ve srovnání s jinými metodami.
Anotace v angličtině
This work is focused on numerical simulation methods of fluid flow. The target of this work is to try using an open-source solver called NEK5000 which employs the spectral elements method and to implement flow over a cylinder, which is a common example suitable for verifacation and validation of methods.
incompressible flow, simulation, fluid dynamics, Reynolds number, spectral element method
Zásady pro vypracování
1. Nastudujte základy dynamiky tekutin konkrétně obtékání těles při různých Reynoldsových číslech. Seznamte se se standardními numerickými metodami používanými pro simulace proudění tekutin metodou konečných diferencí, metodou konečných prvků a metodou konečných objemů. Nastudujte princip Metody spektrálních elementů.
2. Nainstalujte open-source knihovnu NEK5000 a vyzkoušejte si práci v této knihovně spuštěním tutoriálů.
3. Realizujte v knihovně NEK5000 simulaci obtékání válce při nízkých a středních Reynoldsových číslech. Porovnejte výsledky s dostupnými benchmarkovými daty. Vyzkoušejte paralelizaci výpočtu pomocí knihovny MPI a vyhodnoťte škálovatelnost (zrychlení) při využití různého počtu výpočetních jader.
4. Shrňte získané zkušenosti a zhodnoťte práci v knihovně NEK5000.
Zásady pro vypracování
1. Nastudujte základy dynamiky tekutin konkrétně obtékání těles při různých Reynoldsových číslech. Seznamte se se standardními numerickými metodami používanými pro simulace proudění tekutin metodou konečných diferencí, metodou konečných prvků a metodou konečných objemů. Nastudujte princip Metody spektrálních elementů.
2. Nainstalujte open-source knihovnu NEK5000 a vyzkoušejte si práci v této knihovně spuštěním tutoriálů.
3. Realizujte v knihovně NEK5000 simulaci obtékání válce při nízkých a středních Reynoldsových číslech. Porovnejte výsledky s dostupnými benchmarkovými daty. Vyzkoušejte paralelizaci výpočtu pomocí knihovny MPI a vyhodnoťte škálovatelnost (zrychlení) při využití různého počtu výpočetních jader.
4. Shrňte získané zkušenosti a zhodnoťte práci v knihovně NEK5000.
Seznam doporučené literatury
[1] White F. M. (2006), Fluid Mechanics, McGraw-Hill.
[2] Brennen C. E. (2006), Internet Book on Fluid Dynamics, Caltech,\\ http://brennen.caltech.edu/fluidbook/content.htm (Online)
[3] Versteeg H., Malalasekera W. (2007), An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The Finite Volume Method, Pearson Education Limited.
[4] Patera A. T. (1984), A spectral element method for fluid dynamics: Laminar flow in a channel expansion, Journal of Computational Physics 54 (3), pp. 468-488
[5] NEK5000 a fast and scalable high-order solver for computational fluid dynamics, https://nek5000.mcs.anl.gov/ (Online)
Seznam doporučené literatury
[1] White F. M. (2006), Fluid Mechanics, McGraw-Hill.
[2] Brennen C. E. (2006), Internet Book on Fluid Dynamics, Caltech,\\ http://brennen.caltech.edu/fluidbook/content.htm (Online)
[3] Versteeg H., Malalasekera W. (2007), An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The Finite Volume Method, Pearson Education Limited.
[4] Patera A. T. (1984), A spectral element method for fluid dynamics: Laminar flow in a channel expansion, Journal of Computational Physics 54 (3), pp. 468-488
[5] NEK5000 a fast and scalable high-order solver for computational fluid dynamics, https://nek5000.mcs.anl.gov/ (Online)
Přílohy volně vložené
Bez příloh
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.