Προσομοίωση της κίνησης μοντέλου φαριού σε δισδιάστατο πεδίο ροής, με  χρήση λογισμικού υπολογιστικής ρευστομηχανικής και εφαρμογή σε υδροστρόβιλο Francis

Ασημομύτης, Ευάγγελος; Asimomytis, Efangelos

dc.contributor.author	Ασημομύτης, Ευάγγελος	el
dc.contributor.author	Asimomytis, Efangelos	en
dc.date.accessioned	2020-12-14T08:19:43Z
dc.date.available	2020-12-14T08:19:43Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52494
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20192
dc.rights	Default License
dc.subject	ANSYS	en
dc.subject	Fluent	en
dc.subject	Francis	en
dc.subject	Turbine	en
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Υδροστρόβιλος	el
dc.subject	Υπολογιστική	el
dc.subject	Ρευστομηχανική	el
dc.subject	Φράνσις	el
dc.title	Προσομοίωση της κίνησης μοντέλου φαριού σε δισδιάστατο πεδίο ροής, με χρήση λογισμικού υπολογιστικής ρευστομηχανικής και εφαρμογή σε υδροστρόβιλο Francis	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Fish Model Motion Simulation in a Two-Dimensional Flow Field Using Computational Fluid Dynamics Software with Application in a Francis Turbine	el
heal.classification	Mechanical Engineering	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-20
heal.abstract	Καθώς οι ορυκτοί πόροι του πλανήτη μας εξαντλούνται αλλά και έχουν σημαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον και την υγεία των έμβιων οργανισμών που το κατοικούν, ο άνθρωπος στρέφεται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η υδροηλεκτρική ενέργεια τόσο λόγω της υψηλής δυνατότητας ελέγχου και αξιοποίηση της αλλά και της σχέσης της με τον άνθρωπο από την αρχαιότητα αποτελεί κατά συντριπτική πλειοψηφία την μεγαλύτερη πηγή ανανεώσιμης ενέργειας σήμερα. Παρά τα θετικά τους χαρακτηριστικά, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν παύουν να έχουν και αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον τις οποίες επιθυμούμε να περιορίσουμε. Ένα από τα κύρια αρνητικά της υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι ο τραυματισμός της ιχθυοπανίδας. Στην παρούσα εργασία έγινε κατ’ αρχάς μια βιβλιογραφική αναζήτηση και καταγραφή των διαφόρων μηχανισμών τραυματισμού των ψαριών, μηχανικής και υδραυλικής φύσης. Ακόμα αναφέρονται οι πιθανοί τρόποι μείωσης των τραυματισμών και της θνησιμότητας, μέσω αλλαγών στης λειτουργία, στην εγκατάσταση και στον σχεδιασμό των υδροδυναμικών μηχανών. Στη συνέχεια, μελετήθηκαν οι τροχιές που ακολουθούν διάφορα μοντέλα ψαριού στο πεδίο ροής ενός δισδιάστατου υδροστροβίλου Francis. Η μοντελοποίηση πραγματοποιήθηκε στο εμπορικό πακέτο υπολογιστικής ρευστοδυναμικής Ansys Fluent χρησιμοποιώντας τα εργαλεία υπέρθεσης πλέγματος (overset) και αναδημιουργίας πλέγματος (remeshing). Μελετήθηκε η πορεία μοντέλων ψαριών διαφόρων σχημάτων και βαρών, και καταγράφηκαν κατά μήκος των τροχιών η ταχύτητα, ο προσανατολισμός και η γωνιακή τους ταχύτητα. Διαπιστώθηκε ότι η μέθοδος χίμαιρας (overset) δίνει αποτελέσματα ικανοποιητικής ακρίβειας σε σύγκριση με την αρκετά ακριβότερη υπολογιστικά μέθοδο αναδημιουργίας πλέγματος (remeshing). Ακόμα, αντιμετωπίστηκαν προβλήματα ευστάθειας και στις δύο μεθόδους όταν χρησιμοποιούνταν αντικείμενα μεγάλου, σχετικά, μήκους. Τα προβλήματα επιλύονταν με την αύξηση της μάζας των αντικειμένων. Η εφαρμογή όλης της μεθοδολογίας μοντελοποίησης που αναπτύχθηκε, περιγράφεται με λεπτομέρειες στο Παράρτημα της διπλωματικής εργασίας.	el
heal.sponsor	growing exploitation of them is proved to have negative consequences both to the environment and the health of living beings inhabiting it. Facing this situation, mankind is now switching to renewable energy sources. Hydropower has been used by man since antiquity taking advantage of its great flexibility as an energy source, thus remaining until today the major renewable energy source. Despite their environmental superiority, renewable energy resources still have an environmental impact with hydropower being no exception. One of biggest concerns about hydropower is its interaction with the fish fauna, that can be heavily impacted concerning the extreme hydraulic environment and spinning mechanical parts that has to pass through. Firstly, in the present dissertation, an extensive literature review was conducted regarding the injury mechanisms of mechanical and hydraulic nature. Furthermore, modifications in operation, installation and design of hydrodynamic machinery resulting in lower injury and mortality rates were presented. In addition, the trajectories of various fish models in a two-dimensional flow field of a Francis turbine were studied. For this purpose, the commercial computational fluid dynamics code Ansys Fluent was selected, using the tools overset and remeshing. Along with the trajectory of various shapes and weights; velocity, implicit angular velocity and object’s orientation were also recorded in each time step. It was determined, that the overset technique can give satisfactory results, in terms of precision, in comparison with the more expensive, computationally, remeshing technique. Moreover, stability problems emerged with both techniques, when objects of large, comparatively, length were used. Those problems were overcome by raising the objects’ mass. The details of the applied methodologies are thoroughly presented in the Appendix of the present dissertation.	en
heal.advisorName	Αναγνωστόπουλος, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Αναγνωστόπουλος, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Μπούρης, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Υδροδυναμικών Μηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	182 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false