Υπολογιστική προσομοίωση τυρβώδους ροής γύρω                                από κτήριο με τη μέθοδο VLES

Κωτσιοπούλου, Μαρία; Kotsiopoulou, Maria

dc.contributor.author	Κωτσιοπούλου, Μαρία	el
dc.contributor.author	Kotsiopoulou, Maria	en
dc.date.accessioned	2022-01-27T11:13:56Z
dc.date.available	2022-01-27T11:13:56Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54413
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22111
dc.rights	Default License
dc.subject	Μέθοδος Very Large Eddy Simulation	el
dc.subject	Υπολογιστική ρευστομηχανική	el
dc.subject	Κτήριο	el
dc.subject	Τυρβώδες πεδίο ροής	el
dc.subject	Μοντέλο δύο εξισώσεων k-ε	el
dc.title	Υπολογιστική προσομοίωση τυρβώδους ροής γύρω από κτήριο με τη μέθοδο VLES	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ρευστά	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-11-05
heal.abstract	Στην παρούσα εργασία προσομοιώνεται το τυρβώδες πεδίο ροής αέρα γύρω από κτήριο με τη χρήση της μεθόδου Very Large Eddy Simulation (VLES). Tα κτήρια είναι μη αεροδυναμικά σώματα και η ροή του αέρα γύρω από αυτά είναι τυρβώδης και μη μόνιμη. Αυτή η ροή έχει προσομοιωθεί, σε παλαιότερες μελέτες, με την υπόθεση της μόνιμης ροής με τη μέθοδο Steady Reynolds Averaged Navier Stokes (SRANS), αλλά τα αποτελέσματα παρουσίαζαν αποκλίσεις από αυτά του αντίστοιχου πειράματος. Επιπλέον έχει εξεταστεί η ροή με τη χρήση της μεθόδου Unsteady Reynolds Averaged Navier Stokes (URANS), η οποία υπερεκτιμούσε την αποκόλληση της ροής στις γωνίες του κτηρίου. Έτσι εξετάζεται αν η νέα υβριδική μέθοδος VLES αποδίδει σε εφαρμογή με υψηλές τυρβώδεις διαταραχές, όπως αυτή της ροής γύρω από κτήριο. Η αρχική προσέγγιση της μεθόδου VLES χρησιμοποιούσε μια αριθμητική συνάρτηση με την οποία επιτρεπόταν η απρόσκοπτη μετάβαση από τη μέθοδο RANS στην Direct Numerical Simulation (DNS) και ανάμεσα σε αυτά τα δύο όρια επικρατούσε η μέθοδος VLES. Ωστόσο εδώ εξετάζεται η λειτουργία μιας νέας διατύπωσης της μεθόδου VLES που παρέχει τις εξής δυνατότητες. Η πρώτη είναι ότι κοντά στα τοιχώματα ανακτάται η μέθοδος RANS και η δεύτερη ότι μπορεί να προκύπτει το υποπλεγματικό μοντέλο της μεθόδου Large Eddy Simulation (LES) με την εισαγωγή μιας τρίτης κλίμακας μήκους, της ολοκληρωματικής τυρβώδους κλίμακας μήκους. Έτσι η νέα μέθοδος παρέχει τη σωστή λειτουργία του LES στα όρια μεταξύ της μεθόδου RANS και DNS. Η μεθοδολογία αυτή εφαρμόζεται με το μοντέλο k-ε. Αρχικά καταγράφονται το απαραίτητο θεωρητικό υπόβαθρο και η μαθηματική μεθοδολογία που εφαρμόστηκε για την αριθμητική επίλυση του πεδίου ροής, με την χρήση της υπολογιστικής ρευστομηχανικής (CFD). Έπειτα πιστοποιείται η ορθότητα του κώδικα, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα που προέκυψαν, με αντίστοιχα από τη βιβλιογραφία, σε ροή γύρω από τετραγωνικό κύλινδρο με αριθμό Reynolds 22.000. Στη συνέχεια μελετάται η ροή γύρω από κτήριο, αρχικά με τη μέθοδο SRANS και τα μοντέλα k-ω SST και RNG k-ε και έπειτα με τη μέθοδο VLES. Επιπλέον γίνεται σύγκριση με τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την παρούσα μελέτη με αυτά της μεθόδου URANS που έχουν ήδη δημοσιευτεί για το συγκεκριμένο πεδίο ροής. Τελικά, η μέθοδος VLES δεν μπόρεσε να προβλέψει ικανοποιητικά τη ροή γύρω από το κτήριο. Ενώ υπολόγιζε τις τυρβώδεις και περιοδικές διακυμάνσεις στον ομόρου του κτηρίου, υπερεκτίμησε την ανακυκλοφορία που δημιουργείται εκεί και δεν κατάφερε να αναπαραγάγει την αστάθεια πάνω από αυτό. Έτσι οι περιοδικές διαταραχές αποσβήνονται και η ροή πάνω από το κτήριο συμπεριφέρεται σχεδόν σα μόνιμη.	el
heal.advisorName	Bouris, Demetri	en
heal.committeeMemberName	Riziotis, Vasilis	en
heal.committeeMemberName	Mathioulakis, Dimitrios	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Τεχνολογικών Καινοτομιών Προστασίας Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	84 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false