Finite Element simulations: computations and applications to aerodynamics and biomedicine
Tid: Fr 2020-12-11 kl 14.00
Plats: Zoom link for online defence (English)
Ämnesområde: Datalogi
Respondent: Massimiliano Leoni , Beräkningsvetenskap och beräkningsteknik (CST), Basque Center for Applied Mathematics
Opponent: Assistant Professor David Kamensky, University of California San Diego
Handledare: Johan Hoffman, Numerisk analys, NA
Abstract
Partiella differentialekvationer kan användas för att beskriva ett stort antal fenomen av praktiskt intresse. Vanligtvis krävs enorma simuleringar på superdatorkluster för att hitta deras lösningar. I synnerhet vid arbete med turbulent flöde. Dessa simuleringar är så resurskrävande att utan specialbehandling så är de ohanterbara och kräver manuella modelleringsingrepp. Denna avhandling består av två huvuddelar. Först utforskar vi nya riktningar i turbulensmodellering och simulering av turbulent flöde. Vi använder oss av en adaptiv finit elementmetod och en modell med oändliga \emph{Reynoldstal} för att reducera beräkningskostnaden för annars ohanterbara simuleringar. Avhandlingen visar att vi lyckats utföra tidsberoende beräkningar av turbulent flöde vid väldigt höga Reynoldstal, vilket är en av de stora utmaningarna i modern aerodynamik. Den andra delen i denna avhandlingen fokuserar på biomedicinska tillämpningar. Vi har utvecklat en modell för radiofrekvensablation, ett populärt medicinskt ingrepp som är del i behandlingen av ett flertal sjukdomar, inklusive arytmi. Vår modell överträffar befintliga modeller på flera punkter. Mest markant genom att noggrant approximera konfigurationens geometri, vilket är väsentligt för att korrekt kunna reproducera fenomenets fysik.