Mathematical modelling of two-phase flow using the lattice Boltzmann method

﻿
﻿
 dc.contributor.advisor Eichler Pavel dc.contributor.author Michal Malík dc.date.accessioned 2022-06-10T06:51:40Z dc.date.available 2022-06-10T06:51:40Z dc.date.issued 2022-05-28 dc.identifier KOS-1196776485505 dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10467/101724 dc.description.abstract Tato práce se zabývá užitím mřížkové Boltzmannovy metody (LBM) k simulaci vícefázového proudění. V rámci této práce byly popsány dva numerické modely řešící tuto problematiku. První řeší mísitelné proudění a skládá se z vícekomponentní vícefázové Shanovy-Doolenovy LBM (MCMP SD cze dc.description.abstract This work addresses the use of the lattice Boltzmann method (LBM) for the simulation of the multiphase flow. Two numerical models, which solve this problem, were described in this thesis. The first model can be used to simulate miscible flows and consists of the multicomponent multiphase Shan-Doolen LBM (MCMP SD LBM). The second model is used to solve immiscible flow and is composed of the LBM for the Allen-Cahn equation and the LBM for the Navier-Stokes equations. The asymptotic analysis of MCMP SD LBM and LBM for the Allen-Cahn equation was performed. Both numerical models were implemented in CUDA C++ and tested for convergence and the conservation of mass. It turned out that the order of convergence depends on the adhesion parameter in the case of the miscible fluid model and the problem investigating wettable fluid adhesion. The method for immiscible fluids has experimental order of convergence higher than two for the simulations of heterogeneous systems without external forces. Nevertheless, the numeric solution does not converge to the solution of the Young-Laplace equation cited in the available literature. Next, the influence of the boundary conditions on the mass conservation of both methods was observed. However, the total mass is conserved when the periodic boundary conditions are applied eng dc.publisher České vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum. cze dc.publisher Czech Technical University in Prague. Computing and Information Centre. eng dc.rights A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html eng dc.rights Vysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html cze dc.subject Allenova-Cahnova rovnice cze dc.subject mřížková Boltzmannova metoda cze dc.subject Navierovy-Stokesovy rovnice cze dc.subject vícekomponentní vícefázové proudění cze dc.subject zpětná asymptotická analýza cze dc.subject Allen-Cahn equation eng dc.subject backward asymptotic analysis eng dc.subject lattice Boltzmann method eng dc.subject multicomponent multiphase flow eng dc.subject Navier-Stokes equations eng dc.title Matematické modelování dvoufázového proudění pomocí mřížkové Boltzmannovy metody cze dc.title Mathematical modelling of two-phase flow using the lattice Boltzmann method eng dc.type diplomová práce cze dc.type master thesis eng dc.contributor.referee Straka Robert theses.degree.grantor katedra matematiky cze theses.degree.programme Matematické inženýrství cze
﻿