Porovnání numerické simulace proudění vody a vzduchu programy ANSYS Fluent a COMSOL Multiphysics

Abstract

Cílem diplomové práce je srovnání numerického simulování proudění vody a vzduchu pomocí programu ANSYS Fluent a Comsol Multiphysics. V práci byl nejprve proveden podrobný popis proudění tekutin, na základě fyzikálních zákonů zachování byly v práci zformulovány tři rovnice popisující proudění tekutin a byla rozebrána možnost jejich řešení numerickými metodami. Následně byly představeny základní principy numerických simulací se zaměřením na problematiku dynamiky tekutin, z mnoha matematických modelů byl pro účely práce zvolen k-ω SST model turbulence. Byla provedena rešerše odborné literatury zabývající se simulováním jednofázového i vícefázového proudění. Následně byla popsána simulovaná soustava a byly vytvořeny samostatné simulace proudění vzduchu a vody. Analýzou výsledků simulací byly programy vyhodnoceny jako rovnocenné.

The aim of the thesis is to compare the numerical simulation of water and air flow using ANSYS Fluent and Comsol Multiphysics. In the thesis, first a detailed description of fluid flow was made, three equations describing fluid flow were formulated based on the physical conservation laws, and the possibility of solving them by numerical methods was discussed. Subsequently, the basic principles of numerical simulations were introduced with a focus on fluid dynamics issues, and the k-ω SST turbulence model was chosen from a number of mathematical models for the purpose of the thesis. A literature review was carried out on single-phase and multiphase flow simulation. Subsequently, the simulated system was described, and separate simulations of air and water flow were developed. By analyzing the simulation results, the programs were evaluated as equivalent.