Προγραμματισμός ενός "Πίσω-σε-CAD" εργαλείου για την ανάλυση και βελτιστοποίηση πτερυγώσεων στροβιλομηχανών. Βιομηχανικές εφαρμογές

Ζορμπά, Μαρκέλλα; Zormpa, Markella

dc.contributor.author	Ζορμπά, Μαρκέλλα	el
dc.contributor.author	Zormpa, Markella	en
dc.date.accessioned	2019-05-09T10:14:13Z
dc.date.available	2019-05-09T10:14:13Z
dc.date.issued	2019-05-09
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48669
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16633
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αεροδυναμική βελτιστοποίηση	el
dc.subject	Υπολογιστική ρευστοδυναμική	el
dc.subject	Στροβιλομηχανές	el
dc.subject	Παραμετροποίηση πτερυγώσεων με CAD λογισμικό	el
dc.subject	Προσαρμογή πλέγματος	el
dc.subject	Aerodynamic optimization	en
dc.subject	Computational fluid dynamics	en
dc.subject	Turbomachinery	en
dc.subject	Blade CAD parameterization	en
dc.subject	Grid adaptation	en
dc.title	Προγραμματισμός ενός "Πίσω-σε-CAD" εργαλείου για την ανάλυση και βελτιστοποίηση πτερυγώσεων στροβιλομηχανών. Βιομηχανικές εφαρμογές	el
dc.title	Programming of a “Back-to-CAD” tool for use in the analysis and optimization of turbomachinery rows. Industrial applications	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αεροδυναμική βελτιστοποίηση	el
heal.classification	Aerodynamic optimization	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-10
heal.abstract	In this thesis, turbomachinery blade shape parameterization methods are further extended for use in an industrial design-optimization loop. Having the distinction between node-based blade representations (that use all CFD grid nodes as design variables) and CAD-based blade representations (that use geometrical quantities with a clear physical meaning as design variables, according to the method and tool developed by PCOpt/NTUA under the name GMTurbo) in mind, the software to bridge the two types of representation is programmed. The GMTurbo parameterization method is an indispensable part of an Evolutionary Algorithm optimization work ow, since it provides a complete representation of the blade using a limited amount of variables. To be able to use the GMTurbo software in an optimization loop, even when only node-based representations are available, a Reverse Parameterization Tool (RPT), that performs the conversion from a node-parameterized to the equivalent GMTurbo-parameterized blade is programmed in this thesis, as an add-on to the GMTurbo software. In order to perform CFD simulations on the GMTurbo geometry, a surface Grid Adaptation Tool (GAT) is also programmed, its purpose being to adjust the initial surface CFD grid to the GMTurbo geometry, converting the GMTurbo representation back to the CFD grid representation. To demonstrate the performance of the RPT and the GAT, comparisons on the geometry and CFD-results of the node-based blade shape and the equivalent reparameterized shape are performed in hydroturbine applications. Finally, Evolutionary Algorithm shape optimization of blades, the geometry of which is given in nodebased form, is performed after converting them to the GMTurbo parameterization using the RPT. The GAT, is then integrated into the optimization work ow, its role being to generate a grid for each EA candidate blade geometry.	en
heal.abstract	Η διπλωματική αυτή εργασία αφορά μεθόδους παραμετροποίησης πτερυγίων στροβιλομηχανών. Η διάκριση μεταξύ των πλεγματικών αναπαραστάσεων και των CAD αναπαραστάσεων της μορφής γεωμετριών (εδώ πτερυγίων) γεφυρώνεται με την ανάπτυξη σχετικού λογισμικού. Η CAD αναπαράσταση που χρησιμοποιείται στη διπλωματική αυτή εργασία πραγματοποιείται με το λογισμικό GMTurbo το οποίο αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών του ΕΜΠ και στηρίζεται στις βασικές έννοιες των στροβιλομηχανών για την παραμετροποίηση πτερυγίων. Είναι ιδανικό για γέννεση της γεωμετρίας σε βελτιστοποίηση μορφής πτερυγίων με Εξελικτικούς Αλγορίθμους, αφού χρησιμοποιεί περιορισμένο αριθμό μεταβλητών σχεδιασμού για να περιγράψει το πτερύγιο. Για να γίνει εφικτή η χρήση του GMTurbo, ακόμα και στις περιπτώσεις που μόνο το πλέγμα του πτερυγίου είναι διαθέσιμο, προγραμματίστηκε λογισμικό ‘αντίστροφης παραμετροποίησης’ (Reverse Parameterization Tool, RPT) που πραγματοποιεί τη μετατροπή του πλέγματος σε GMTurbo μορφή ως επέκταση στο λογισμικό GMTurbo. Για την πραγματοποίηση εφαρμογών Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής στην CAD γεωμετρία, αναπτύσσεται ένα λογισμικό ‘προσαρμογής επιφανειακού πλέγματος’ (Grid Adaptation Tool, GAT), το οποίο δημιουργεί πλέγμα γύρω από τη CAD γεωμετρία με κατάλληλη παραμόρφωση του αρχικού. Για να αξιολογηθεί η πιστότητα τόσο του λογισμικού αντίστροφης παραμετροποίησης (RPT), όσο και του λογισμικού προσαρμογής επιφανειακού πλέγματος (GAT), συγκρίνονται οι γεωμετρίες και τα υπολογισθέντα ροι¨κά μεγέθη μεταξύ της αρχικής και της παραμετροποιημένης γεωμετρίας. Τέλος, πραγματοποιείται η βελτιστοποίηση μορφής, με τη χρήση Εξελικτικών Αλγορίθμων, πτερυγίων των οποίων η γεωμετρία είναι διαθέσιμη σε μορφή πλέγματος, μετά την μετατροπή τους σε GMTurbo μορφή μέσω του RPT. Το λογισμικό προσαρμογής επιφανειακού πλέγματος (GAT) που προγραμματίστηκε χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πλέγματος γύρω από κάθε γεωμετρία που δημιουργεί ο εξελικτικός αλγόριθμος.	el
heal.advisorName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Αρετάκης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	94 σ.
heal.fullTextAvailability	true