Fluid Flow Numerical Modeling and Optimization

Razvoj superračunala zajedno s razvojem njima prilagođenih numeričkih algoritama za rješavanje praktičnih fizikalnih problema u potpunosti mijenja način na koji se u današnje vrijeme uči i primijenjuje dinamika fluida. Računalna dinamika fluida je danas ravnopravan partner teoriji i fizikalnom eksperimentu u analizi rješenja postavljenih problema. Bez ikakvih je sumnji da će se njezina važnost i povećati, posebno s daljnjim razvojem snažnih superračunala. Ciljevi projekta su razvoj matematičkih modela temeljenih na jednadžbama plitkih voda, jednadžbama strujanja fluida u cjevovodima i Navier-Stokesovim jednadžbama te uvođenje najnovijih numeričkih shema i paralelnog računanja za simulacije strujanja stacionarnih i tranzijentnih pojava u promatranim modelima. Značajan dio projekta biti će i optimizacija te optimalno upravljanje promatranim sustavima uporabom paralelnog računanja. Hipoteza izvedena iz sadašnjeg stanja znanosti u navedenim područjima i dosadašnjeg znanstvenog doprinosa istraživača projekta je da je moguće daljnjim razvojem metoda i spoznaja unaprijediti računalne modele za simulacije strujanja fluida. Dvodimenzijske i trodimenzijske računalne simulacije danas se u velikoj mjeri još zasnivaju na sekvencijalnom računalnom okruženju, što počinje predstavljati limitirajući faktor zbog velikih procesorskih i memorijskih zahtjeva uzrokovanih sve većim proračunskim domenama. Stoga korištenje paralelnih procesora postaje glavno oruđe kod rješavanja kompleksnih i složenih problema iz računarske dinamike fluida na kojima se računalne simulacije zasnivaju. Očekivani rezultati istraživanja su novi znanstveni doprinosi matematičkom i numeričkom modeliranju strujanja fluida, optimalnom upravljanju te novi sekvencijalni i paralelni računalni programi za simulacije s višestrukim primjenama na znanstvena istraživanja i rješavanje inženjerskih problema u industriji. Provjera će biti postignuta primjenom na probleme iz tehničkih struka i usporedbom s mjerenjima koja će biti provedena u sklopu tih primjena, što će biti posebno moguće zahvaljujući već uspostavljenoj suradnji s HEP-om i Hrvatskim vodama. Važnost predloženog istraživanja će se očitovati u široj primjenjivosti numeričkog modeliranja i optimizacije strujanja fluida te novim znanstvenim dostignućima iz tog područja.

Copyright 2013 - Department of Fluid Mechanics and Computational Engineering