ELFT HÍRADÓ

[StatFizSzeminar <statfiz AT glu.elte.hu>]

                   #    #    #    #    #    #

                    ELTE TTK Fizikai Intézet
                STATISZTIKUS FIZIKAI SZEMINÁRIUM


                        2014. december 3.
                         szerda, 11 óra

                           Tóth Gábor

           ELTE TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

            "Kétdimenziós turbulens áramlás szimulációja
                     rács Boltzmann módszerrel"

Kvázi-kétdimenziós áramlások gyakran alakulhatnak ki sekély folyadékokban,
forgatott, illetve sűrűség rétegezett közegekben. A megfigyelések és 
mérésekkel
történő összehasonlítások alapján ezek leírásának nagyon jó közelítését adják 
a
kétdimenziós (síkbeli) áramlások, ahol a sebességvektorok két komponenssel
rendelkeznek.

Munkánk során rács Boltzmann módszert (LBM) alkalmaztunk kétdimenziós 
turbulens
áramlások modellezésére. A rács Boltzmann módszer újdonsága, hogy az áramlási
tér minden egyes térfogatelemében diszkretizált (kvantált) 
eloszlásfüggvényekkel
írjuk le az áramlást. Az áramlási térre így felírt közelítő matematikai modell
jól használható különböző áramlások modellezésére. Az előadás során rövid
elméleti összefoglalót próbálunk adni az LBM elméleti hátteréről és saját
szimulációs eredményeinkről. Először röviden összefoglaljuk, hogy hogyan épül 
a
módszer a Boltzmann-egyenletre, illetve, hogy hogyan kapható meg a 
Navier-Stokes
egyenlet másodrendű közelítése.

A szimulációkat merev fallal határolt, zárt terekben futtattuk. A központi
kérdés, mellyel foglalkoztunk a kiértékelések során, hogy milyen hatással van 
a
fal és az örvények kölcsönhatása  az áramlás időbeli fejlődésére. Amennyiben
minden fizikai paramétert és kezdőfeltételt azonosan állítunk be, hogyan függ 
az
áramlás időbeli lefolyása az áramlási tér geometriájától? Hogyan függenek 
olyan
makroszkopikus mennyiségek, mint pl. a teljes kinetikus energia és 
ensztrófia, a
falak minőségétől, azaz pl. a falak érdességétől? Mennyiben befolyásolja a fal
érdessége az áramlást, közelebbről nézve az örvények és a fal kölcsönhatását?
Hogyan is lehet pontosan definiálni, hogy mit értünk a fal érdességén?

Az előadás végén az eddig talált eredményeink feltételezhető környezeti
relevanciáját mutatnánk meg. Az interneten egy szabadon hozzáférhető, több
évtizedet átölelő tengeráramlási sebességtér adatbázisát elemeztük az USA
nyugati partjánál. Bár az eltérés a szimulált és valós rendszerek között
jelentős (teljesen más gerjesztések, kezdő és peremfeltételek, stb.), ennek
ellenére felfedezni véljük a szimulációs eredményeinkből látható 
örvényleválási
effektus természetbeli előfordulását.


    1117, Budapest, Pázmány P. sétány 1/A, Északi tömb 2.54
                honlap: http://glu.elte.hu/~statfiz

                   #    #    #    #    #    #