Επέκταση της μεθόδου στοιχείων στροβιλότητας σε συμπιεστές ροές

Συνοδινός, Αντώνιος-Λυκούργος; Synodinos, Antonios-Lykourgos

dc.contributor.author	Συνοδινός, Αντώνιος-Λυκούργος	el
dc.contributor.author	Synodinos, Antonios-Lykourgos	en
dc.date.accessioned	2021-03-30T17:51:27Z
dc.date.available	2021-03-30T17:51:27Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53214
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20912
dc.rights	Default License
dc.subject	Αεροδυναμική	el
dc.subject	Μέθοδος στοιχείων στροβιλότητας	el
dc.subject	Μέθοδος συνοριακών στοιχείων	el
dc.subject	Σωματιδιακή προσέγγιση	el
dc.subject	Συμπιεστό ρευστό	el
dc.subject	Compressible aerodynamics	en
dc.subject	Boundary elements	en
dc.subject	Vortex particle method	en
dc.subject	Particle-mess	en
dc.subject	Lagrangian solver	en
dc.title	Επέκταση της μεθόδου στοιχείων στροβιλότητας σε συμπιεστές ροές	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική ρευστομηχανική	el
heal.classification	Αεροδυναμική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-11-07
heal.abstract	Η μελέτη της συμπίεστότητας στην αεροδυναμική γίνεται αναγκαία για αριθμούς μεγαλύτερους απο 0.4. Στην παρούσα εργασία θα γίνει μελέτη για υποηχητικές ροές, όπου δεν δημιουργείται κύμα κρόυσεως και η ροή είναι υποηχητική παντού. Η παραπάνω περιοχή βρίσκει εφαρμογή σε ροες γύρω απο αεροπλάνα καθώς και ελικόπτερα, όπου η ανάπτυξη κυμάτων κρούσης είναι ανεπιθύμητη. Με βάση τα παραπάνω, σε συνδιασμό με την υπόθεση της ατριβούς ροής οδηγεί στην θεώρηση ισεντροπικής ροής παντού στο χωρίο. Η επίλυση του προβλήματος της ροής βασίζεται στην μέθοδο στοιχείων στροβιλότητας η οποία ανήκει στην κατηγορία των μη-πλεγματικών μεθόδων. Η μελέτη βασιστήκε σε έναν ήδη υπάρχων επιλύτη, τον GENUVP ο οποίος επιλύει την μη-μόνιμη, μη-συνεκτική ροη και ασυμπίεστη ροή γύρω απο τριδιάστατα ανωστικά σώματα με πάχος. Η αναπαράσταση των σωμάτων γίνεται μετην μέθοδο των συνοριακών στοιχείων ενώ η αναπαράσταση του πεδίου στροβιλότητας γίνεται μετην μέθοδο στοιχείων στροβιλότητας. Επίσης γίνεται μείωση του κόστους με χρήση Fast Poisson επιλυτών και συγκεκριμένα του Particle-Mess για την επιτάχυνση των υπολογισμών. Επoμένως σκοπός της εργάσιας αποτελεί η ανάπτυξη του επιλύτη ώστε να μπορεί να διαχειρηστεί συμπιεστές υποηχητικές ροές. Η επίδραση της συμπιεστότητας λαμβάνεται υπόψην μέσω του βαθμωτού δυναμικού του αστρόβιλου τμήματος της ροής. Συγκεκριμένα επιλύεται μια Eulerian εξίσωση η οποία έχει την μορφή της διαφορικής εξίσωσης Hamilton-Jacoby. Ωστόσο κατά την ανάπτυξη του επιλύτη προκύπτουν αρκετά ζητήματα προς επίλυση, τα οποία πηγάζουν από το γεγονός οτι το πλέγμα του Particle-Mess είναι ορθοκανονικό και δεν σέβεται την γεωμετρία του συνόρου. Το βασικό πρόβλημα που παρουσιάζεται είναι ο προσδιοριμός της μεταβολής του όγκου στο σύνορο. To μεταβατικό φαινόμενο της ροής αποτελέιται απο την διάδοση ακουστικών κυμάτων, για τα οποία χρησιμοποιείται κατάλληλη συνάρτηση απόσβεσης λόγω της άνακλασης στα εξωτερικά όρια του υπολογιστικού χωρίου. Τα φορτία στις επιφάνειες υπολογίζονται απο την εξίσωση Bernoulli σε συνδιασμό με την σχέση της ισεντροπικής ροής. Η σύγκριση με τα αντίστοιχα φορτία που προκύπτουν απο την γραμμική διόρθωση δείχνει οι μεταβολές βρίσκονται στην σωστή κατεύθυνση, παρόλαυτα όσο αυξάνεται ο αριθμός Mach αυξάνεται και η απόκλιση σε σχέση με την θεωρητική διόρθωση. Για βελτίωση της ακρίβειας προτείνεται αύξηση της ακρίβειας στην περιοχή του στερεού συνόρου. Συνοψίζοντας ο επιλύτης είναι σε θέση να διαχειρηστεί συμπιεστές ροές με χαμηλό κόστος, που αποτελεί το βασικό ζητούμενο της διαδικασίας	el
heal.advisorName	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	86 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false