@book{1079a3f225e848f1acdf02a918c0313b,
title = "Konvektiivisten kulkeutumisongelmien mallintaminen parannetuilla Galerkinin elementtimenetelmill{\"a}",
abstract = "Galerkinin elementtimenetelm{\"a} on yleisesti k{\"a}ytetty ty{\"o}kalu useiden tekniikassa ja luonnontieteiss{\"a} analysoitavien tilanteiden numeeriseen ratkaisemiseen. Useimmissa tapauksissa menetelm{\"a} johtaa symmetrisiin matriisiyht{\"a}l{\"o}ihin ja siten hyviin ja tarkkoihin tuloksiin. Kuitenkin er{\"a}iss{\"a} tapauksissa ratkaistava matriisiyht{\"a}l{\"o} on ep{\"a}symmetrinen, jolloin menetelm{\"a}n on havaittu johtavan numeerisiin virheisiin. T{\"a}llaiseen numeerisen ratkaisun kannalta vaativaan tilanteeseen joudutaan esimerkiksi, kun nesteeseen liuenneiden aineiden konvektiivista kulkeutumista kuvaava termi kulkeutumisyht{\"a}l{\"o}ss{\"a} on hallitseva diffuusiotermiin verrattuna. Kyseisess{\"a} tapauksessa perinteinen Galerkinin elementtimenetelm{\"a} ei kuvaa oikein ter{\"a}vi{\"a} pitoisuusrajapintoja, vaan rajapinnan ymp{\"a}rill{\"a} pitoisuusarvot v{\"a}r{\"a}htelev{\"a}t voimakkaasti. Kulkeutumisyht{\"a}l{\"o} on ratkaistava esimerkiksi mallinnettaessa suolapitoisuudeltaan vaihtelevan pohjaveden virtausta peruskalliossa, kun analysoidaan ydinj{\"a}tteiden loppusijoituksen turvallisuutta. Virtausmallinnuksen menetelmi{\"a} on useiden vuosien aikana kehitetty ja sovellettu VTT Energiassa ja sit{\"a} edelt{\"a}neess{\"a} ydinvoimatekniikan laboratoriossa. Mallinnusta varten on kehitetty FEFLOW virtauslaskentaohjelmisto, joka perustuu Galerkinin elementtimenetelm{\"a}{\"a}n ja jolla voidaan t{\"a}ysin kytketysti analysoida pohjaveden virtausta, l{\"a}mp{\"o}tila- ja suolapitoisuusjakautumia sek{\"a} aineiden kulkeutumista jatkuvassa huokoisessa v{\"a}liaineessa. Julkaisussa tarkastellaan er{\"a}it{\"a} kirjallisuudessa esitettyj{\"a} keinoja Galerkinin elementtimenetelm{\"a}n parantamiseksi. Kirjallisuudessa esitettyjen menetelm{\"a}kuvausten perusteella valittiin menetelmi{\"a}, jotka soveltuvat k{\"a}ytett{\"a}v{\"a}ksi FEFLOW ohjelmistossa. Valitut menetelm{\"a}t liitettiin ohjelmistoon ja niill{\"a} laskettiin testitapauksia. Testitapauksien avulla selvitettiin menetelmien toimivuutta ja niiden yhteensopivuutta FEFLOW-ohjelmiston kanssa sek{\"a} menetelmien keskin{\"a}ist{\"a} paremmuutta. Tehdyn tutkimuksen perusteella havaittiin, ett{\"a} tarkastelluista menetelmist{\"a} virtaviivamenetelm{\"a} SU/PG (streamline-upwind/Petrov-Galerkin) soveltuu parhaiten k{\"a}ytett{\"a}v{\"a}ksi FEFLOW ohjelmistossa. Menetelm{\"a} korjaa tehokkaasti perinteisen Galerkinin menetelm{\"a}n tuottamat virheet konvektion hallitsemissa kulkeutumistilanteissa ja soveltuu hyvin k{\"a}ytett{\"a}v{\"a}ksi my{\"o}s useista eri elementtityypeist{\"a} koostuvissa kolmiulotteisissa elementtiverkoissa.",
keywords = "finite element method, Galerkin-Petrov method, convection, modelling, numerical solution, environmental transport, water flow, instabilities, heat transfer, FEFLOW",
author = "Mikko Laitinen",
note = "in RawData ",
year = "1995",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4513-3",
series = "VTT Julkaisuja - Publikationer",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "804",
address = "Finland",
}