Identifikace koherentních struktur za použití metody FTLE

Abstract

Diplomová práce je zaměřena na identifikaci koherentních struktur v proudovém poli. Začátek práce patří především druhům popisu proudového pole a metodám, jak identifikovat koherentní struktury. Následně je odvozen a popsán význam Lyapunova exponentu, který je využíván v metodě FTLE pro identifikaci koherentních struktur. Tato metoda je v této práci detailněji popsána a aplikována na identifikaci koherentních struktur v analytických modelech proudového pole jako je případ dvou sousedních vírů a případ klikatého proudu. Závěrečná část této práce se věnuje analýze proudění kolem špatně obtékaného tělesa Ahmed body. Je zde popsán model Ahmed Body a parametry, kterými lze řídit odporový koeficient. Následně se zde nalézá CFD analýza proudění, kterou jsou vyhodnoceny koherentní struktury, jak za pomoci zmíněné FTLE metody, tak za pomoci vykreslení rychlostního vektorového pole, či za pomoci vykreslení proudnic.

The master thesis is focused on the identification of coherent structures in the flow field. The beginning of the work is mainly a description of the flow field and methods for identifying the coherent structures. Subsequently, the meaning of Lyapunov exponent, which is used in the FTLE method for identifying the coherent structures, is derived and described. This method is described in more detail in this work and applied to the identification of the coherent structures in analytical models of the flow field, such as the double gyre and the meandering jet. The final part of this work deals with the analysis of the flow around the bluff body. The master thesis describes also the Ahmed body model and the parameters that can be used to control the drag coefficient. Subsequently, this thesis provides the CFD flow analysis that evaluates coherent structures, both with the help of the FTLE method and with the help of the velocity vector field plotting, or with the help of the streamlines drawing.