Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 21

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  lattice Boltzmann method
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
In the paper, the two-dimensional numerical modelling of heat transfer in thin metal films irradiated by ultrashort laser pulses using the D2Q9 scheme is considered. In the mathematical description, the relaxation times and the boundary conditions for phonons and electrons are given as interval numbers. The problem has been formulated using the interval coupled lattice Boltzmann equations for electrons and phonons. The solution has been obtained by means of the interval lattice Boltzmann method using the rules of directed interval arithmetic. Examples of numerical computations are presented in the final part of the paper.
EN
This paper presents the research studies carried out on the application of lattice Boltzmann method (LBM) to computational aeroacoustics (CAA). The Navier-Stokes equation-based solver faces the difficulty of computational efficiency when it has to satisfy the high-order of accuracy and spectral resolution. LBM shows its capabilities in direct and indirect noise computations with superior space-time resolution. The combination of LBM with turbulence models also work very well for practical engineering machinery noise. The hybrid LBM decouples the discretization of physical space from the discretization of moment space, resulting in flexible mesh and adjustable time-marching. Moreover, new solving strategies and acoustic models are developed to further promote the application of LBM to CAA.
PL
W pracy przedstawiono podstawowe wiadomości o metodzie do modelowania matematycznego procesów i zjawisk zawierających przepływ gazu i cieczy nazywanej Lattice Boltzmann Method (LBM - Metoda kratowego równania Boltzmanna). Trzema głównymi kierunkami stosowania LBM w opracowaniach autorów są: przepływ cieczy o swobodnej powierzchni z uwzględnieniem wymiany ciepła i przemiany stanu skupienia; ciągły przepływ cieczy i gazu; przemiany fazowe. W pracy przedstawiono wyniki modelowania oraz zastosowania metody do modelowania procesów przemysłowych i jej wykorzystanie w procesie dydaktycznym. Zwrócono uwagę na przewagi opisywanej metody oraz duże możliwości przyspieszenia obliczeń poprzez ich zrównoleglenie na współczesnych procesorach graficznych (GPU - graphics processing unit) .
EN
The basic information about the Lattice Boltzmann Method (LBM), used for numerical modeling of the processes and phenomena contained fluid flow, is presented in the paper. Three main direction of application of the LBM developed and described by the authors are: fluid flow with free surface, taking into account conductive heat transfer and changes of state of matter; continuous fluid flow; and phase transformations. Results of simulations by LBM as well as its application to industrial processes and for teaching are presented in the paper. Attention is paid to advantages of the method and possibility to accelerate its calculations through their parallelization on modern graphics processing units (GPUs).
EN
The interval lattice Boltzmann method (ILBM) with an uncertainly defined internal heat source function is used to simulate heat transfer in a thin silicone film. The solution to the interval Boltzmann transport equations has been obtained taking into account the rules of directed interval arithmetics. A similar analysis has been done using the sensitivity model where the Boltzmann transport equations and boundary-initial conditions have been differentiated with respect to the no-interval heat source value. The knowledge of the sensitivity function distribution and the application of the Taylor formula allow one to find the border solutions of the problem analyzed, which (to some extent) correspond to the solution obtained under the assumption of the uncertainly defined source function. In the final part of the paper, numerical computations obtained for both methods are presented.
EN
Due to significant improvement of thermal performance and other properties of nanofluids, this group of liquids is in high demand. According to the literature, the effect of nanoparticles on boiling heat transfer enhancement or degradation is not the same among different investigations. In the present article, the pseudo-potential multiphase lattice Boltzmann method is used to simulate nucleate pool boiling with two different fluids: a pure liquid and a nanofluid. The current results indicate that the contact angle is the same for both the fluid and nanofluid when the vapor bubble detachment occurs. Also, bubble departure diameter is greater in the base liquid while bubble release frequency is higher in the nanofluid. In brief, the present results demonstrate that using a nanofluid instead of its base fluid will increase the boiling heat transfer coefficient.
EN
Utilizing the Boussinesq approximation, a double-population incompressible thermal lattice Boltzmann method (LBM) for forced and natural convection in two and three space dimensions is developed and validated. A block-structured dynamic adaptive mesh refinement (AMR) procedure tailored for the LBM is applied to enable computationally efficient simulations of moderate to high Rayleigh number flows which are characterized by a large scale disparity in boundary layers and free stream flow. As test cases, the analytically accessible problem of a two-dimensional (2D) forced convection flow through two porous plates and the non-Cartesian configuration of a heated rotating cylinder are considered. The objective of the latter is to advance the boundary conditions for an accurate treatment of curved boundaries and to demonstrate the effect on the solution. The effectiveness of the overall approach is demonstrated for the natural convection benchmark of a 2D cavity with differentially heated walls at Rayleigh numbers from 103 up to 108. To demonstrate the benefit of the employed AMR procedure for three-dimensional (3D) problems, results from the natural convection in a cubic cavity at Rayleigh numbers from 103 up to 105 are compared with benchmark results.
PL
Zaprezentowano model numeryczny, będący wielkowirowym wariantem modelu gazu sieciowego Boltzmanna, pozwalający wyznaczyć rozkład prędkości przepływu w korytach otwartych z elementami sztywnymi. Szczególną właściwością przedstawionego modelu jest uwzględnienie wpływu elementów sztywnych na rozkład prędkości w sposób uśredniony, w miejsce analizy wpływu pojedynczych elementów. Takie podejście umożliwia zastosowanie modelu do obliczania rozkładu prędkości w korytach o rozmiarach charakterystycznych znacznie przekraczających rozmiar pojedynczego elementu.
EN
A numerical model, a variant of the large eddy lattice Boltzmann model, has been presented and applied to computation of the flow velocity distribution in open channels with rigid elements. A special property of the model is taking into account the influence of rigid stems on the velocity distribution in averaged manner instead of analysis of the influence of single stems. This approach allows us to use the model for computation of the velocity profiles in the area which is significantly greater than the typical size of a single stem
EN
In this paper, the effects of the number and arrangement of radial fins on laminar natural co- nvection between horizontal circular and square cylinders has been investigated numerically with the lattice Boltzmann method. The Rayleigh number is varied from Ra = 10³ − 10⁶), the number of fins (N = 2 − 8) and the Prandtl number (Pr = 0.7). The local Nusselt number profiles over the outer and inner cylinders and the average Nusselt number over the top, bottom and side walls of the outer cold square cylinder are obtained. The temperature and streamline contours are also depicted to investigate the heat and fluid flow behavior inside the computational domain.
EN
Particle agglomeration can arise naturally (e.g. dust, salt) or as a result of industrial activities and/or combustion processes (e.g. spray drying, particle flame synthesis). The process itself and its mechanisms are important for many applications since the physical properties of the final structures are mainly determined by the composition, number, diameter and geometric arrangement of their constituent primary particles. Thus, knowing and controlling the extent of agglomeration meets a growing interest in environmental and industrial concerns. The objective of the paper is to develop a simulation model of particles suspended in a flowing fluid using MD simulations coupled to a Lattice Boltzmann (LB) solver. These simulations allowed determining the agglomerate transport and deposition rates depending on the flow conditions and agglomerate structure and understanding the relationship between agglomerate characteristics (i.e. growth kinetics and morphology) and their behavior in a flow field. Two systems of 2000 and 1000 particles were simulated at 300 K and 600 K both of them in a known fluid. Simulations using a Langevin thermostat were also performed to compare with the LB thermostat. This allowed quantifying the influence of the fluid flow on the agglomeration process and agglomerate properties. In further applications, this will help to a priori tailor the flow conditions to achieve a desired aggregate morphology. As a result, reasonable aggregate morphologies were achieved. One of the main conclusions is that taking into account the fluid flow (LB solver) the agglomeration process of the particles is notably accelerated in comparison to the Langevin simulations. One of the main implications of this work could be the possibility of using a known fluid to accelerate an aglomeration process given a suitable fluid and to find a desirable configuration of agglomerates. Another conclusion is that the agglomeration process is sensitive to the temperature variation and that the number of particles in the system influences the final configuration of agglomerates in LB simulations.
EN
This paper presents the 2D simulation of modified microfluidic T-shape micromixer with the lattice Boltzmann method (LBM) using the palabos library for simulation, that runs on multi-core CPUs and GPUs. T-micromixer is modified with obstacles in the form of circles. The walls of micromixer are modified to triangular shape. This modifications allows to achieve better mixing of fluids in microchannels. The modeling was performed by using the palabos library for D2Q9 LBM lattice.
PL
Przedstawiono wyniki symulacji numerycznych ruchu kropli po gładkich i szorstkich włóknach, wykonanych przy użyciu dwufazowej metody gazu sieciowego Boltzmanna. Zaobserwowano dwa zjawiska mające wpływ na szybkość ruchu kropli: zwiększenie kąta zwilżania na powierzchni szorst-kiego włókna oraz zaczepienie linii kontaktu na nierównościach powierzchni. Zbadano, w jakich warunkach każdy z tych mechanizmów ma dominujący wpływ na ruch kropli.
EN
Results of numerical simulations of droplet motion on smooth and rough fibers, obtained by means of the two-phase lattice Boltzmann method are shown. Two phenomena influencing droplet velocity: the increase of apparent contact angle on the rough fiber surface and the triple line pinning on asperities were observed. The predominant conditions of both of these mechanisms were investigated.
12
Content available remote Multiscale approach to modelling blood flow
EN
The three dimensional multiscale model is introduced for studying of a clot formation in vessel with stenosis. The novel multiscale model based on separation of fluid flow calculation and red blood cells deformation is proposed. The macroscale model for fluid dynamic is described by lattice Bolzmann method (LBM). The deformation of red blood cells is defined by spectrin link method. The interaction between those two methods is handled by immersed boundary method. Simulation results demonstrate the structure of the thrombus for three simple geometries.
PL
W artykule przedstawiony jest trójwymiarowy wieloskalowy model mający na celu modelowanie tworzenia się skrzepu w naczyniu krwionośnym ze zwężeniem. Zaproponowane nowatorskie podejście, oparte jest na rozdzieleniu obliczeń przepływu płynu i odkształceń krwinek czerwonych. Poziom makro przepływu krwi jest obliczony za pomocą metody siatkowej Boltzmann (ang. lattice Boltzmann method). Deformacja krwinek czerwonych opisana jest przez metodę powiązań spektryny (ang. spectrin link method).Interakcje między tymi dwoma metodami są możliwe dzięki metodzie zanurzonej ścianki (ang. immersed boundary method). Wyniki symulacji przedstawiają kształt skrzepu dla trzech prostych geometrii.
EN
The implementation of the lattice Boltzmann method (LBM) for the solutionof the transient heat conduction problem is presented. The one dimensional task is considered and the different boundary conditions, specifically the Dirichlet, Neumann and Robin ones are taken into account. The D1Q2 lattice model is applied. To check the accuracy of the LBM algorithm, the same problems have been solved using the explicit variant of the finite difference method. In the final part of the paper, the results of computations are shown and the conclusions are formulated.
EN
The aim of this study is the adaptation of the voxelization algorithm for the generation of regular computational meshes used in numerical models. The authors concentrate on solutions, which can be applied in a computer modeling of phenomena occurring in the foundry industry. The presented mesh generation process is the STL files based. This file format is generally used in the commercial simulation software. The basic voxelization algorithm extended with such functions as: the input data correctness control (virtual geometry), the formation of meshes consisting of several subdomains corresponding to individual elements of the foundry technology (mould, casting, core, feeder etc.) and the possibility of the mesh local refinement (adaptive grids), is presented in the hereby paper. The described solution is characterized by high efficiency and when combined with the proper numerical model can be successfully implemented in problems related to computer simulation of foundry processes.
PL
Celem artykułu jest adaptacja algorytmu voxelizacji do generowania regularnych siatek obliczeniowych dla modeli numerycznych. Autorzy koncentrują się na rozwiązaniach mogących mieć zastosowanie w komputerowym modelowaniu zjawisk występujących w przemyśle odlewniczym. Przedstawiony proces generowania siatki odbywa się z wykorzystaniem plików STL, które są powszechnie stosowane w komercyjnych programach symulacyjnych. W publikacji zaprezentowano bazowy algorytm wokselizacji uzupełniony o zagadnienia takie jak kontrola poprawności danych wejściowych (wirtualnej geometrii), tworzenie siatek składających się z wielu podobszarów odpowiadających poszczególnym elementom technologii odlewniczej (forma, odlew, rdzeń, nadlewy itp.) oraz możliwość lokalnego zróżnicowania kroku siatki (adaptive grids). Przedstawione w artykule rozwiązanie charakteryzuje się dużą efektywnością i w połączeniu z odpowiednim modelem numerycznym może być z powodzeniem zastosowane w komputerowej symulacji procesów odlewniczych.
EN
The aim of this work is to develop a numerical model, based on the lattice Boltzmann method, which allows for stable stimulation of incompressible fluid flows, including local changes in kinematic viscosity. The authors' interest lies in processes which take place during mould filling. In this publication, general information on the lattice Boltzmann method for two-dimensional single-phase flows were presented. A solution, based on the so called Fractional Step algorithm, which allows for defining kinematic viscosity in each mesh cell individually, was shown. The authors also described in detail a validation procedure for a presented model with the use of commercial simulation environment COMSOL Multiphysics. The results confirmed the correctness of the proposed solution. The presented method can be successfully used for the effective numerical modeling of liquid metal flows inside a casting mould.
PL
Celem artykułu jest opracowanie numerycznego modelu, opartego na metodzie siatkowej Boltzmanna, pozwalającego na stabilną symulację ruchu płynów nieściśliwych z uwzględnieniem lokalnych zmian lepkości kinematycznej. Przedmiotem zainteresowania autorów są procesy, które występują podczas zalewania formy odlewniczej. W publikacji zaprezentowano ogólne informacje na temat metody siatkowej Boltzmanna dla jednofazowych przepływów w układzie dwuwymiarowym. Zaproponowano rozwiązanie bazujące na tzw. algorytmie Fractional Step, pozwalające na zdefiniowanie lepkości kinematycznej dla każdej z komórek siatki obliczeniowej z osobna. Szczegółowo opisano również procedurę walidacji przedstawionego modelu na podstawie danych pochodzących z komercyjnego środowiska symulacyjnego COMSOL Multiphysics. Otrzymane wyniki wskazują na słuszność przyjętych rozwiązań. Zaprezentowana w pracy metoda może być z powodzeniem wykorzystana do efektywnego modelowania ruchu ciekłego metalu wewnątrz formy odlewniczej.
EN
The Lattice Boltzmann method (LBM) has been applied for flow and heat transfer computations. The simulations have been performed with the single-relaxation time model and an advanced formulation of boundary conditions for LBM. For nonsothermal cases, a second distribution function has been used. First, validation tests are reported for heated flow past a single obstacle as well as over a set of regularly and randomly arranged obstacles (grains) that make up a simplified model of a porous medium. The Nusselt number for heat transfer in flow past a single obstacle has been computed. Next, novel simulations of non-isothermal flow in a porous medium of temperature-affected geometry have been undertaken. For the purpose, the thermal dilatation of grains has been accounted for. Results are presented for the pressure head loss and time-varying temperature profiles in the medium. Qualitative computations accomplished to date constitute an encouraging first step to proceed further towards the impact of temperature-affected geometry in such flows, in particular for the coking process.
PL
Metoda siatkowa Boltzmanna (LBM) została zastosowana do obliczeń przepływu i wymiany ciepła. Symulacje zostały przeprowadzone dla modelu z pojedynczym czasem relaksacji oraz zaawansowanego schematu warunków brzegowych metody LB. Dla przepływów nieizotermicznych, użyto dwóch funkcji rozkładu. Przedstawiono obliczenia testowe nieizotermicznego opływu pojedynczej przeszkody, jak również opływu regularnie oraz losowo rozmieszczonych przeszkód (ziaren), które tworzą uproszczony model ośrodka porowatego. Wyznaczono liczbę Nusselta dla przepływu ciepła w opływie pojedynczej przeszkody. Podjęto symulacje połączonych zjawisk (przepływ i wymiana ciepła) dla ośrodka porowatego o zmiennej geometrii przeszkód. W tym przypadku uwzględniono rozszerzalność termiczną ziaren. Zaprezentowano wyniki dla straty ciśnienia oraz zmienne w czasie profile temperatury dla przepływu przez ośrodek. Uzyskane dotąd jakościowe wyniki stanowią pierwszy krok do dalszych badań wpływu zależnej od temperatury geometrii ziaren ośrodka na przebieg takich przepływów, a w szczególności na proces koksowania.
EN
This paper concerns the Lattice Boltzmann Method (LBM) which has recently become alternative, computationally efficient tool to simulate a Newtonian fluid flow, especially in complex geometries. A series of benchmark two-dimensional simulations with the LBM are presented and analyzed in order to assess the impact of the LBM grid refinement on the results of the simulations. The considered cases include stationary and time-dependent flows past a circular or a 45-degree rotated square cylinder confined in the channel with parallel walls. Next, the same flow configurations are investigated by means of the Spectral Element Method (SEM) and obtained results are used to cross-validate both approaches. The sensitivity to the resolution of representation of the obstacle’s shape in the LBM simulations is of the main interest. Particular attention is paid also to the effects of compressibility of the flow. Additionally, for unsteady flows the transient flow characteristics are compared in detail: the velocity profiles from the LBM and SEM are presented and some non-dimensional characteristics such as Strouhal number of the compared von Karman vortex streets.
EN
In this paper, we present a fully coupled solid-fluid code which is developed to model the whole process of coal and gas outbursts. The Discrete Element Method is used to model the deformation and fracture of solid, while Lattice Boltzmann Method models fluid flow, including free flow and Darcy flow. These two methods are coupled in a two-way process: the solid part provides a moving boundary condition and transfers momentum to the fluid, and the fluid exerts a dragging force to the solid. Gas desorption occurs at solid-fluid boundary, and gas diffusion is implemented in the solid code where particles are assumed as porous material. Some preliminary simulations are carried out to validate the code.
PL
W niniejszej publikacji prezentujemy w pełni zintegrowany kod oddziaływania pomiędzy cieczą a ciałem stałym, opracowany do modelowania całego procesu wyrzutów węgla i gazu. Metoda elementów dyskretnych stosowana jest do modelowania deformacji i pęknięcia ciała stałego, podczas gdy metoda siatkowa Boltzmanna - do modelowania przepływu cieczy, w tym przepływu swobodnego i przepływu zgodnie z prawem Darcy'ego. Te dwie metody połączone są w procesie dwukierunkowym: część stała zapewnia warunki ruchomej granicy rozdziału, przenosząc pęd do cieczy, a ciecz wywiera opór na ciele stałym. Desorpcja gazu występuje na granicy oddziaływania pomiędzy cieczą a ciałem stałym, a do rozproszenia gazu dochodzi w kodzie ciała stałego, gdzie cząsteczki traktowane są jako materiał porowaty. Prowadzone są wstępne symulacje w celu sprawdzenia poprawności kodu.
PL
Zaprezentowano metodę gazu sieciowego Boltzmanna jako efektywne narzędzie numeryczne, pozwalające wyznaczyć rozkłady prędkości wody w korytach z elementami sztywnymi. Wyniki otrzymane dla przypadku równomiernego rozmieszczenia elementów zostały porównane z wynikami otrzymanymi przy użyciu innych metod numerycznych, wykazując dobrą zgodność jakościową. Omawiana metoda została także zastosowana do przypadków nierównomiernego rozmieszczenia elementów oraz elementów o niejednakowej wysokości – przedstawione zostały profile prędkości dla tych przypadków.
EN
The lattice Boltzmann method is presented as an efficient tool for computation the velocity profiles in open channel flow with rigid stems. The results obtained for regular distribution of stems are compared with the results obtained by means of other methods giving good quantitative agreement. The lattice Boltzmann method is also applied for the cases of nonuniform distribution of stems or stems with nonequal height and the velocity profiles for these cases are also computed.
EN
The aim of this work was to extend numerical model of mould filling phenomena previously presented in [3]. Authors described some techniques for modeling single phase and free surface flows. Method, called "piston model", for modeling influence of liquid flow on gas behavior inside the mould and also, effect of local gas pressure on movement of metal free surface, was shown. In last part of this work, results from presented model were compared with data from the commercial simulation environment FLOW-3D.
PL
Celem pracy było rozbudowanie numerycznego modelu procesu zalewania formy odlewniczej o możliwość określenia pola prędkości i lokalnego ciśnienia w podobszarze formy wypełnionym przez fazę gazową. Autorzy przedstawili pokrótce techniki, oparte na metodzie siatkowej Boltzmanna, pozwalające na modelowanie przepływów jednofazowych i przepływów z powierzchnią swobodną. Zaproponowano również rozwiązanie, nazwane w niniejszej pracy "modelem tłoka", umożliwiające zarówno modelowanie wpływu ruchu fazy ciekłej na charakter i kinetykę przepływów w fazie gazowej, jak i uwzględnienie oddziaływania lokalnego ciśnienia gazu na przemieszczanie się powierzchni swobodnej metalu. W końcowej części pracy skonfrontowano wyniki uzyskane przy wykorzystaniu zaproponowanego modelu z danymi otrzymanymi w komercyjnym programie symulacyjnym FLOW-3D.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.