Advanced computational tools for solving fluid-structure interaction problems
| Thesis title in Czech: | Pokročilé výpočetní metody pro řešení úloh interakce tekutina-pevná látka |
|---|---|
| Thesis title in English: | Advanced computational tools for solving fluid-structure interaction problems |
| Key words: | Interakce tekutiny a pevné látka; viskoelastické tekutiny; termodynamika; numerické aproximace; simulace; kardiovaskulární problémy |
| English key words: | Fluid-structure interaction; viscoelastic rate-type fluids; thermodynamics; numerical aproximations; simulations; cardiovascular problems |
| Academic year of topic announcement: | 2019/2020 |
| Thesis type: | dissertation |
| Thesis language: | angličtina |
| Department: | Mathematical Institute of Charles University (32-MUUK) |
| Supervisor: | RNDr. Karel Tůma, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 23.09.2020 |
| Date of assignment: | 23.09.2020 |
| Confirmed by Study dept. on: | 30.09.2020 |
| Date of electronic submission: | 15.07.2025 |
| Date of submission of printed version: | 16.07.2025 |
| Opponents: | prof. RNDr. Vít Dolejší, Ph.D., DSc. |
| prof. Thomas Richter | |
| Advisors: | prof. RNDr. Josef Málek, CSc., DSc. |
| Guidelines |
| Cílem práce je vyvinout spolehlivé výpočetní nástroje pro realistické modelování a efektivní simulaci oscilačních krevních toků v hrudní aortě, kde vzájemná interakce mezi proudící krví a deformující se stěnou cévy zásadním způsobem ovlivňuje výsledné chování systému. Krev je v modelu popsána jako Newtonská tekutina s reálně zvolenými materiálovými parametry, zatímco stěna aorty je chápána jako (visko)elastická pevná látka schopná disipace energie. Zvláštní pozornost bude věnována netriviální interakci mezi krví a stěnou, přičemž na rozdíl od běžného přístupu bude uvažována možnost skluzu krve po cévní stěně. Pro numerické řešení bude využita metoda arbitrary Lagrangian–Eulerian, případně doplněná o vhodné úpravy umožňující výpočet velkých deformací. |
| References |
| 1. K.R. Rajagopal, A.R. Srinivasa: A thermodynamic frame work for rate type fluid models, J. Nonnewton. Fluid Mech., Vol. 88 (3), pp. 207-227, 2000.
2. J. Málek, K.R. Rajagopal, K. Tůma: On a variant of the Maxwell and Oldroyd-B models within the context of a thermodynamic basis, Int. J. Non. Linear. Mech., Vol. 76, pp. 42-47, 2015. 3. J. Málek, V. Průša: Derivation of Equations for Continuum Mechanics and Thermodynamics of Fluids, Handbook of Mathematical Analysis in Mechanics of Viscous Fluids, Springer, pp. 3-72, 2018. 4. J. Hron, M. Mádlík: Fluid-structure interaction with applications in biomechanics. Nonlinear Analysis: Real World Applications, 8(5), 1431–1458, 2007. 5. Y.C. Fung: Biomechanics: circulation. Springer Science & Business Media, 2013. 6. Y. Bazilevs, K. Takizawa, T.E. Tezduyar: Computational Fluid-Structure Interaction. John Wiley & Sons, 2013. 7. T. Richter: Fluid-structure Interactions. Models, Analysis and Finite Elements, Vol. 118 of Lecture Notes in Computational Science and Engineering, 2017. 8. G. Hou, J. Wang, A. Layton: Numerical Methods for Fluid-Structure Interaction - A Review. Communications in Computational Physics, Vol. 12(02), pp. 337-377, 2015. 9. S. Frei: Eulerian finite element methods for interface problems and fluid-structure interactions, PhD thesis, Universität Heidelberg, 2016. 10. E. Olsson and G. Kreiss. A conservative level set method for two phase flow. J. Comp. Phys., Vol. 210, pp. 225–246, 2005. 11. Další časopisecká literatura. |