Matematické modelování vícefázového kompozičního proudění s přestupem komponent mezi fázemi v nenasyceném porézním prostředí

školitel: Ing. Radek Fučík, Ph.D.
e-mail: zobrazit e-mail
typ práce: dizertační práce
zaměření: MI_MM
klíčová slova: parciální diferenciální rovnice, dvoufázové kompoziční proudění, fázové přechody, paralelní výpočty
odkaz: http://mmg.fjfi.cvut.cz/~fucik
popis: Dvoufázové kompoziční proudění tekutiny (vody) a plynu (vzduchu) v podzemí s sebou přináší mnoho zajímavých problémů. Jedním z aktuálních témat, na kterém se podílí naše pracoviště společně s CESEP, Colorado School of Mines nebo katedrou hydromeliorací a krajinného inženýrství FSv ČVUT v Praze, je otázka přechodů komponent mezi fázemi v nenasycené zóně (například volatilizace kontaminace, rozpouštění nebo vývin plynů apod.) a mechanismy transportu látek prostředím spolu s odpařováním vodních par. Toto téma je v šiřším kontextu součástí ekologických aplikací matematického modelování a zároveň nachází uplatnění např. při detekci min. Náplní práce bude vývoj matematického modelu vícefázového kompozičního, obecně neizotermálního proudění v porézním prostředí a návrh vhodné numerické metody pro jeho řešení, například založené na metodě hybridních smíšených konečných prvků. Z hlediska implementace numerického modelu bude vhodné prozkoumat možnosti paralelizace s využitím výpočetních klastrů katedry matematiky. Nedílnou součástí této práce bude testování numerické metody pomocí známých řešení úloh (analytických nebo semi-analytických) nebo pomocí jiných testovacích úloh dostupných z literatury. Zároveň bude možné ověřit věrohodnost numerického modelu pomocí experimentálních dat dodaných spolupracoujícími pracovišti.
literatura: [1] R. Helmig: Multiphase Flow and Transport Processes in the Subsurface, A contribution to the Modelling of Hydrosystems. Springer, 1997 [2] J. Bear, A. Verruijt: Modeling groundwater flow and pollution: with computer programs for sample cases, 1987 [3] A. Firoozabadi: Thermodynamics of Hydrocarbon Reservoirs, McGraw-Hill Professional 1999 [4] B. Petri, R. Fučík, T. H. Illangasekare, K. Smits, J. Christ, T. Sakaki, C. Sauck: Effect of NAPL Source Morphology on Mass Transfer in the Vadose Zone, Groundwater 53 (2015), 685--698. [5] T. H. Illangasekare, C. C. Frippiat, R. Fučík: Dispersion and Mass Transfer Coefficients in Groundwater of Near-surface Geologic Formations. In: Handbook of Estimation Methods: Environmental Mass Transport Coefficients, Editors L. J. Thibodeaux and D. Mackay,CRC Press / Taylor and Francis Group, UK, 2010 [6] T. H. Illangasekare, K. M. Smits, R. Fučík and H. Davarzani: From Pore to the Field: Upscaling Challenges and Opportunities in Hydrogeological and Land–Atmospheric Systems In: Pore Scale Phenomena - Frontiers in Energy and Environment, World Scientific, 2015 [7] R. Fučík, T. H. Illangasekare, and M. Beneš Multidimensional self-similar analytical solutions of two-phase flow in porous media, Advances in Water Resources, Volume 90, April 2016, Pages 51–56 [8] R. Fučík and J. Mikyška Discontinous Galerkin and Mixed-Hybrid Finite Element Approach to Two-Phase Flow in Heterogeneous Porous Media with Different Capillary Pressures, Procedia Computer Science, 4:908-917, 2011 [9] Brezzi, Franco, and Michel Fortin. Mixed and hybrid finite element methods. Vol. 15. Springer Science & Business Media, 2012. [10] Z. Chen, G. Huan, Y. Ma: Computational Methods for Multiphase Flows in Porous Media, SIAM, 2006
naposledy změněno: 13.04.2016 20:14:40

za obsah této stránky zodpovídá: Ľubomíra Dvořáková | naposledy změněno: 12.9.2011
Trojanova 13, 120 00 Praha 2, tel. 224 358 540, pevná linka 224 923 098, fax 234 358 643
České vysoké učení technické v Praze | Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská | Katedra matematiky