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001023966 001__ 1023966 001023966 005__ 20260127055604.0 001023966 0247_ $$2HBZ$$aHT031376513 001023966 0247_ $$2Laufende Nummer$$a44927 001023966 0247_ $$2datacite_doi$$a10.18154/RWTH-2025-10887 001023966 037__ $$aRWTH-2025-10887 001023966 041__ $$aEnglish 001023966 082__ $$a510 001023966 1001_ $$0P:(DE-588)1386820911$$aĐorđić, Vladimir$$b0$$urwth 001023966 245__ $$aMoment method for polyatomic gases : from modelling to numerical simulations$$cvorgelegt von Vladimir Đorđić, M.Sc.$$honline 001023966 246_3 $$aMoment-Methode für mehratomige Gase : Von der Modellierung bis zur numerischen Simulation$$yGerman 001023966 260__ $$aAachen$$bRWTH Aachen University$$c2025 001023966 260__ $$c2026 001023966 300__ $$a1 Online-Ressource : Illustrationen 001023966 3367_ $$02$$2EndNote$$aThesis 001023966 3367_ $$0PUB:(DE-HGF)11$$2PUB:(DE-HGF)$$aDissertation / PhD Thesis$$bphd$$mphd 001023966 3367_ $$2BibTeX$$aPHDTHESIS 001023966 3367_ $$2DRIVER$$adoctoralThesis 001023966 3367_ $$2DataCite$$aOutput Types/Dissertation 001023966 3367_ $$2ORCID$$aDISSERTATION 001023966 502__ $$aDissertation, RWTH Aachen University, 2025$$bDissertation$$cRWTH Aachen University$$d2025$$gFak01$$o2025-12-11 001023966 500__ $$aVeröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2026 001023966 5203_ $$aIn dieser Arbeit werden Modelle für polyatomare Gase sowohl auf mesoskopischer als auch auf makroskopischer Ebene vorgestellt. Auf der mesoskopischen Ebene wird die Boltzmann-Gleichung mit einem polyatomaren Kollisionsoperator verwendet, und es werden neue Kollisionskerne vorgeschlagen, die eine flexible Anpassung an spezifische Gaseigenschaften ermöglichen. Auf der makroskopischen Ebene werden Impulsgleichungen – insbesondere die 14- und 17-Momentensysteme – zur Modellierung von Strömungen im Übergangsbereich verwendet. Der Kollisionsoperator wird ausgewertet, um Transportkoeffizienten zu erhalten, und ein datengesteuerter Ansatz wird zur Anpassung der Modellparameter verwendet, um experimentelle Werte für die Viskosität, das Verhältnis von Schütt- zu Scherviskosität und die Prandtl-Zahl zu reproduzieren. Zur Validierung der Modelle werden numerische Simulationen der Wärmeleitung in polyatomaren Gasen mit einer Finite-Elemente-Methode im Rahmen von FEniCS durchgeführt. Eine regulierte Version des 17-Momente-Systems mit entropiestabilen Randbedingungen wird entwickelt und seine lineare, stationäre Form wird implementiert. Die Simulationen zeigen die Konvergenz des Netzes und zeigen, dass für kleine Knudsenzahlen die Nicht-Gleichgewichtstemperaturen konvergieren, was mit früheren Ergebnissen für polyatomare Gase übereinstimmt. Die Auswirkungen der Volumenviskosität werden ebenfalls untersucht und es zeigt sich, dass sie in erster Linie den dynamischen Druck beeinflusst, während das Gesamttemperaturprofil stabil bleibt.$$lger 001023966 520__ $$aThis thesis presents models for polyatomic gases at both mesoscopic and macroscopic levels. At the mesoscopic level, the Boltzmann equation with a polyatomic collision operator is used, and new collision kernels are proposed allowing flexibility to match specific gas properties. At the macroscopic level, moment equations – specifically the 14- and 17-moment systems – are used to model flows in the transition regime. The collision operator is evaluated to obtain transport coefficients, and a data-driven approach is used to fit model parameters to reproduce experimental values for viscosity, bulk-to-shear viscosity ratio, and the Prandtl number. To validate the models, numerical simulations of heat conduction in polyatomic gases are performed using a finite element method within the FEniCS framework. Regularized version of the 17-moment system with entropy-stable boundary conditions is developed, and its linear, steady-state form is implemented. The simulations demonstrate mesh convergence and reveal that, for small Knudsen numbers, non-equilibrium temperatures converge, consistent with previous results for polyatomic gases. The impact of bulk viscosity is also examined, showing that it primarily affects the dynamical pressure, while the total temperature profile remains stable.$$leng 001023966 536__ $$0G:(GEPRIS)320021702$$aGRK 2326 - GRK 2326: Energie, Entropie und Dissipative Dynamik (320021702)$$c320021702$$x0 001023966 588__ $$aDataset connected to Lobid/HBZ 001023966 591__ $$aGermany 001023966 653_7 $$aBoltzmann equation 001023966 653_7 $$aFEniCS framework 001023966 653_7 $$aPrandtl number 001023966 653_7 $$across sections 001023966 653_7 $$afinite element method 001023966 653_7 $$amoment method 001023966 653_7 $$apolyatomic gas 001023966 653_7 $$apolytropic gas 001023966 653_7 $$aregularized moment equation 001023966 653_7 $$atransport coefficients 001023966 7001_ $$0P:(DE-82)IDM00055$$aTorrilhon, Manuel$$b1$$eThesis advisor$$urwth 001023966 7001_ $$0P:(DE-82)1026813$$aPavić-Čolić, Milana$$b2$$eThesis advisor$$urwth 001023966 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/1023966/files/1023966.pdf$$yOpenAccess 001023966 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/1023966/files/1023966_source.zip$$yRestricted 001023966 909CO $$ooai:publications.rwth-aachen.de:1023966$$popenaire$$popen_access$$pVDB$$pdriver$$pdnbdelivery 001023966 915__ $$0StatID:(DE-HGF)0510$$2StatID$$aOpenAccess 001023966 9141_ $$y2025 001023966 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-588)1386820911$$aRWTH Aachen$$b0$$kRWTH 001023966 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-82)IDM00055$$aRWTH Aachen$$b1$$kRWTH 001023966 9101_ $$0I:(DE-588b)36225-6$$6P:(DE-82)1026813$$aRWTH Aachen$$b2$$kRWTH 001023966 9201_ $$0I:(DE-82)115010_20140620$$k115010$$lLehrstuhl für Angewandte und Computergestützte Mathematik$$x0 001023966 9201_ $$0I:(DE-82)110000_20140620$$k110000$$lFachgruppe Mathematik$$x1 001023966 961__ $$c2026-01-26T10:12:17.694929$$x2025-12-17T18:00:30.123385$$z2026-01-26T10:12:17.694929 001023966 9801_ $$aFullTexts 001023966 980__ $$aI:(DE-82)110000_20140620 001023966 980__ $$aI:(DE-82)115010_20140620 001023966 980__ $$aUNRESTRICTED 001023966 980__ $$aVDB 001023966 980__ $$aphd