Μοντελοποίηση και βελτιστοποίηση διαφραγματικής μικροαντλίας με χρήση υπολογιστικής ρευστοδυναμικής

Κοντού, Μαρίνα; Kontou, Marina

dc.contributor.author	Κοντού, Μαρίνα	el
dc.contributor.author	Kontou, Marina	en
dc.date.accessioned	2018-10-30T11:19:30Z
dc.date.available	2018-10-30T11:19:30Z
dc.date.issued	2018-10-30
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47861
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16138
dc.rights	Default License
dc.subject	Βελτιστοποίηση	el
dc.subject	Εξελικτικοί αλγόριθμοι	el
dc.subject	Συνεχής συζυγής μέθοδος	el
dc.subject	Απουσία βαλβίδων ελέγχου	el
dc.subject	Optimization	en
dc.subject	Evolutionary algorithms	en
dc.subject	Continuous adjoint method	en
dc.subject	Valveless	en
dc.subject	Μέθοδος ελαστικού μέσου	el
dc.subject	Elastic Medium Method	en
dc.title	Μοντελοποίηση και βελτιστοποίηση διαφραγματικής μικροαντλίας με χρήση υπολογιστικής ρευστοδυναμικής	el
dc.title	CFD-based modeling and optimization of a diaphragmatic micro-pump	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική ρευστοδυναμική	el
heal.classification	Computational fluid dynamics	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-16
heal.abstract	Η διπλωματική αυτή εργασία πραγματεύεται τη μελέτη 2Δ διαφραγματικής μικροαντλίας χωρίς βαλβίδες και τεχνητά μέρη αλλά με σύστημα διπλών αποκλινόντων αγωγών (διαχυτών) εκατέρωθεν χώρου με περιοδικά κινούμενο διάφραγμα. Για την πλεγματοποίηση της διάταξης χρησιμοποιείται οριόδετο, μη-δομημένο πλέγμα βασιζόμενο στην τεχνική του προελαύνοντος μετώπου, ενώ η παραμόρφωση αυτού πραγματοποιείται με οικείο λογισμικό που εφαρμόζει τη μέθοδο του ελαστικού μέσου. Το υπάρχον λογισμικό εξελίσσεται ώστε, υπό προϋποθέσεις που ισχύουν στην εργασία αυτή, η παραμόρφωση να επιτυγχάνεται με χαμηλότερο υπολογιστικό κόστος. Επιλύονται οι 2Δ εξισώσεις Navier Stokes ασυμπίεστης και χρονικά μη-μόνιμης ροής, προσταθεροποιημένες με τη μέθοδο της τεχνητής συμπιεστότητας, με οικείο επιλύτη που εκτελείται σε επεξεργαστές καρτών γραφικών και, ταυτόχρονα, εξετάζεται η επίδραση της προσταθεροποίησης στο πεδίο ροής. Το ροϊκό πεδίο που προκύπτει από την επίλυση της χρονικά μόνιμης ροής με οριόδετο, μη-δομημένο πλέγμα συγκρίνεται με εκείνο ετέρου οικείου επιλύτη που χρησιμοποιεί μη-οριόδετο πλέγμα και υιοθετεί τη μέθοδο των τεμνομένων κυψελών, Cut-Cell. Εξετάζεται η μορφή των αγωγών που χρησιμοποιούνται στη διάταξη, η οποία αντικαθιστά με τον καλύτερο τρόπο τις βαλβίδες ελέγχου μίας συνήθους διαφραγματικής αντλίας, ενώ παράλληλα προτείνεται, προγραμματίζεται και δοκιμάζεται μία νέα μέθοδος για την κίνηση του διαφράγματος, Πραγματοποιείται βελτιστοποίηση της διάταξης με χρήση εξελικτικών αλγορίθμων και διατυπώνονται οι μαθηματικές εξισώσεις για τη βελτιστοποίηση με τη συνεχή συζυγή μέθοδο για χρονικά μη-μόνιμη ροή.	el
heal.abstract	This diploma thesis is dealing with the study of a 2D valveless, diffuser-based diaphragmatic micro-pump. The advancing front method is used to generate the starting body-fitted unstructured grid with triangular elements. An existing in-house software that applies the elastic medium model is used for mesh morphing. The existed software is improved in order to reduce its computational cost. The preconditioned, with the pseudo-compressibility method, 2D Navier Stokes equations for incomressible and unsteady flows are solved, while the influence of the preconditioning to the computed flow field is tested. The stationary flow field, as emerged from an inhouse GPU-enabled CFD solver using body-fitted, unstructured grid is correlated to the flow field computed by another in-house solver using the immersed boundary method, and more specifically, the Cut-Cell method. The type of ducts this pump carries is also examined for the improvement of its operation. A new method for the diaphragm periodic motion is proposed and its main characteristics are analyzed. The pump is optimized using evolutionary algorithms ( the software EA.S.Y. ) and the mathematical formulation of the continuous unsteady adjoint method is performed.	en
heal.advisorName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Αρετάκης, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	106 σ.
heal.fullTextAvailability	true