Implementace modelu pro pohyb deformovatelných těles v proudu tekutiny

Abstract

Cílem této bakalářské práce bylo seznámit se s metodou vnořené hranice v projektu TNL-LBM, následně popsat vhodný model pro pohyb trojrozměrných deformovatelných těles v tekutině, implementovat jej v TNL-LBM a otestovat na zvolených úlohách. Jako model byla zvolena metoda PIBM (Penalty Immersed Boundary Method). V práci je uveden matematický popis tohoto modelu a následně jak byl implementován, včetně popisu implementace na GPU a výčtu použitých technologií. Vybraným tělesem je jednorozměrné vlákno s třírozměrnými souřadnicemi, které interaguje s tekutinou v trojrozměrném prostoru, jejíž proudění je popsáno pomocí Boltzmannovy mřížkové metody (LBM). Model byl otestován pro několik úloh, jejichž výsledky ukazují, že zvolený model není v těchto případech dostatečně stabilní.This bachelor degree project deals with the study of the immersed boundary method in the TNL-LBM project. The next goal was to describe a suitable model for the motion of deformable bodies in fluid, implement in TNL-LBM, and test it on chosen cases. The Penalty Immersed Boundary Method (PIBM) was chosen as the model. In this project, the mathematical description of this model and how it was implemented in TNL-LBM along with its parallelization on GPU and the list of technologies used is illustrated. The physical body was chosen as a one-dimensional fiber with three dimansional coordinates, which are interacting with a three-dimensional fluid flow described by the Lattice Bolzmann Method (LBM). The model was tested for chosen cases for most of which the model did not show sufficient stability.