Αριθμητική ανάλυση πολλαπλών κλιμάκων για την αριθμητική επίλυση τυρβωδών πεδίων ροής

Κατσικογιάννης, Παναγιώτης; Katsikogiannis, Panagiotis

dc.contributor.author	Κατσικογιάννης, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Katsikogiannis, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2017-02-03T11:26:19Z
dc.date.available	2017-02-03T11:26:19Z
dc.date.issued	2017-02-03
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44298
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13316
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Υπολογιστική ρευστομηχανική	el
dc.subject	Πολλαπλές κλίμακες	el
dc.subject	Τυρβώδη πεδία ροής	el
dc.subject	Στροβιλότητα	el
dc.subject	Ρευστοστοιχεία	el
dc.subject	Computational fluid mechanics	en
dc.subject	Multiscale analysis	en
dc.subject	Turbulent flows	en
dc.subject	Vorticity	en
dc.subject	Particles	en
dc.title	Αριθμητική ανάλυση πολλαπλών κλιμάκων για την αριθμητική επίλυση τυρβωδών πεδίων ροής	el
dc.title	Multiscale analysis of turbulent flows	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική ρευστομηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-11-02
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ανάπτυξη και εφαρμογή μιας μεθόδου πολλαπλών κλιμάκων (Multi Scale Analysis) σε συνδυασμό με μεθόδους στοιχείων στροβιλό- τητας (Vortex Particle Methods) για την υπολογιστική επίλυση τυρβωδών πεδίων ροής. Η μέ- θοδος αυτή εφαρμόζεται σε τριδιάστατα, δομημένα τετραγωνικά πλέγματα και η υπολογιστική επίλυση των πεδίων αυτών βασίζεται στη Μέθοδο των Πεπερασμένων Όγκων. Ουσιαστικά μελετάται η χρονική και χωρική εξέλιξη του φαινομένου της τύρβης με χρήση ρευστοστοι- χείων με όγκο , τα οποία φέρουν στροβιλότητα (particles-blobs), τεχνικών επαναδιακριτοποί- ησης (remeshing) και εφαρμογής πολλαπλών κλιμάκων στην ανάλυσή μας ώστε να επιτευχθεί η διάκριση των σημαντικών κλιμάκων της τύρβης. Αρχικά παράγεται ένας στοχαστικός τυρ- βώδης άνεμος στο επίπεδο της μικρής κλίμακας (πυκνό πλέγμα). Στη συνέχεια υπολογίζεται η στροβιλότητα της κλίμακας αυτής αλλά και τα χαρακτηριστικά του πεδίου ροής σε μία μεγα- λύτερη κλίμακα (αραιό πλέγμα). Τα στοιχεία αυτά εισέρχονται σε έναν κώδικα Vortex Particle Mesh όπου παράγεται η χρονική εξέλιξη του φαινομένου αυτού. Η διαφορά της μεθόδου αυτής, έγκειται στο γεγονός ότι για την χρονική εξέλιξη του πεδίου ροής της μεγάλης κλίμακας, λαμ- βάνουμε υπόψιν και το χρονικά εξελιγμένο (ανεξάρτητα) πεδίο ροής της μικρής κλίμακας. Η συσχέτιση αυτή πραγματοποιείται μέσω της εξίσωσης μεταφοράς της στροβιλότητας και των επιπλέον όρων που προκύπτουν σε αυτήν, εάν λάβουμε υπόψιν και την πληροφορία της μι- κρής κλίμακας. Τέλος, εφαρμόζεται μια ανάλυση Fourier ώστε να εξεταστεί η διατήρηση του ενεργειακού φάσματος σε μια τέτοια μετάβαση (from small scale to large scale) και εξάγονται στατιστικά αποτελέσματα για τις μέσες τιμές και τις τυπικές αποκλίσεις των κλιμάκων ώστε να καταστεί εφικτή η σύγκριση τους και να αποφανθούμε πόσο μεγάλη μπορεί να είναι η μετάβαση αυτή διατηρώντας ταυτόχρονα το μεγαλύτερο κομμάτι της αρχικής πληροφορίας.	el
heal.abstract	This thesis deals with the development and implementation of a multi-scale method (Multi Scale Analysis) in conjunction with vorticity element methods (Vortex Particle Methods) for the computational solution of turbulent flow fields. This method is applied to three-dimensional, structured square grids and the computational solution of these fields is based on the Finite Volume Method. Essentially, we study the temporal and spatial evolution of the phenomenon of turbulence using particles (elements with volume, bearing vorticity ), remeshing techniques and multi-scale application in our analysis to achieve the distinction of significant scales in turbulent flows. At first place, we produce a stochastic turbulent wind at the level of small-scale (dense network). Then, we calculate the vorticity of this particular scale as well as the characteristics of the flow field in a larger scale using appropriate projection functions. This data are being used as an input to a Vortex Particle Mesh code where the time evolution of the phenomenon takes place. Lastly, we carry out the correlation between the two scales, we apply a Fourier analysis in order to investigate the conservation of the energy spectrum in such a transition (from small scale to large scale) and we export statistical results for the mean values and standard deviations of the scales in order to enable them to compare and to judge how great this transition could be, without losing the largest piece of the original information at the same time.	en
heal.advisorName	Βουτσινάς, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Βουτσινάς, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Αναγνωστόπουλος, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Αεροδυναμικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	118 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true