Výpočet přenosu tepla s využitím Latice Boltzmannovy metody

Abstract

Tato práce se zabývá simulací fázové přeměny materiálu s fázovou změnou (PCM – phase change material) pomocí Lattice Boltzmannovy metody (LBM). V teoretické části je stručně představena kinetická teorie, z níž vychází Boltzmannova rovnice, a následně principy me- tody LBM. Dále je popsán proces diskretizace a úpravy metody pro praktické využití. Součástí teoretického základu je také zavedení druhé distribuční funkce určené pro simulaci přenosu tepla pomocí entalpického přístupu. V praktické části je prezentován postup nu- merické simulace v knihovně OpenLB. Simulace se zaměřuje na proces tání a tuhnutí PCM během ohřevu a následného ochlazování. Výsledky simulace jsou porovnány s dostupnými experimentálními daty [13].This thesis focuses on the simulation of phase change in a phase change material (PCM) using the Lattice Boltzmann Method (LBM). The theoretical section introduces the funda- mentals of kinetic theory, which form the basis of the Boltzmann equation and the LBM. The process of discretization and adaptation of the method for practical application is described. The theoretical framework also includes the implementation of a second dis- tribution function used for simulating heat transfer via an enthalpy-based approach. The practical part presents the numerical simulation procedure using the OpenLB library. The simulation models the melting and solidification of the PCM during heating and subsequent cooling. The obtained results are compared with available experimental data [13].