Προσαρμοστική παραμόρφωση υπολογιστικών πλεγμάτων με τη
μέθοδο στάθμισης αντιστρόφως ανάλογης της απόστασης (IDW)

Ναιντί, Άχμεντ - Τριαντάφυλλος; Naidi, Achment - Triantafyllos

dc.contributor.author	Ναιντί, Άχμεντ - Τριαντάφυλλος	el
dc.contributor.author	Naidi, Achment - Triantafyllos	en
dc.date.accessioned	2022-03-04T10:13:10Z
dc.date.available	2022-03-04T10:13:10Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54931
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22629
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Υπολογιστική Μηχανική”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Προσαρμοστική παραμόρφωση πλέγματος	el
dc.subject	Πλέγματα	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση σχήματος	el
dc.subject	IDW	en
dc.subject	Quaternions	en
dc.subject	Mesh deformation	en
dc.subject	Shape optimization	el
dc.title	Προσαρμοστική παραμόρφωση υπολογιστικών πλεγμάτων με τη μέθοδο στάθμισης αντιστρόφως ανάλογης της απόστασης (IDW)	el
dc.title	Adaptive Mesh Deformation using the Inverse Distance Weighting Interpolation Method	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Υπολογιστική Μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-05
heal.abstract	Κοινό πρόβλημα στις εφαρμογές υπολογιστικής ρευστοδυναμικής με κινητά όρια, αποτελεί η προσαρμογή του πλέγματος που καταλαμβάνει το ρευστό στα παραμορφωμένα στερεά όρια. Για την επίτευξη της προσαρμοστικής παραμόρφωσης, είναι απαραίτητο το πλέγμα του ρευστού να κινηθεί με τέτοιο τρόπο, ώστε η ποιότητα του νέου παραμορφωμένου πλέγματος να παραμείνει όσο το δυνατόν καλύτερη. Αρκετές σχετικές μέθοδοι έχουν προταθεί τα τελευταία χρόνια. Κάποιες από αυτές παρουσιάζουν υψηλή στιβαρότητα σε σχέση με τη στρέβλωση και επικάλυψη των πλεγματικών στοιχείων, αλλά είναι υπολογιστικά κοστοβόρες και άλλες είναι υπολογιστικά αποδοτικές, αλλά λιγότερο στιβαρές. Η ανάπτυξη μιας ταυτόχρονα στιβαρής και υπολογιστικά αποδοτικής τεχνικής παραμόρφωσης πλέγματος, έχει αποτελέσει πρόκληση τα τελευταία χρόνια. Στην μεταπτυχιακή αυτή εργασία αναπτύσσεται και αξιολογείται η μέθοδος παραμόρ- φωσης πλέγματος με Στάθμιση Αντιστρόφως Ανάλογης της Απόστασης (Inverse Distance Weighting Interpolation - IDW). Η μέθοδος IDW αποτελεί μια ρητή τεχνική παρεμβολής, η οποία υπολογίζει τη συνάρτηση παρεμβολής ως έναν σταθμισμένο μέσο όρο των γνωστών μετατοπίσεων των οριακών κόμβων. Τα βάρη είναι αντιστρόφως ανάλογα των αποστάσεων μεταξύ των εσωτερικών και των οριακών κόμβων του πλέγματος. Η μέθοδος αυτή αναπτύσσεται και βελτιώνεται για χρήση στη διαδικασία αεροδυναμικής βελτιστοποίησης σχήματος. Ωστόσο, μπορεί να εφαρμοστεί εξίσου και σε άλλες εφαρμογές που περιλαμβάνουν κινητά όρια. Αρχικά, παρουσιάζονται οι βασικές ιδιότητες και ο αλγόριθμος της μεθόδου παρεμβολής IDW, καθώς και η μέθοδος υπολογισμού των βαρών. Στη συνέχεια, η μέθοδος εν- δυναμώνεται, συμπεριλαμβάνοντας τις στροφές στους οριακούς κόμβους. Η μετατόπιση κάθε οριακού κόμβου διαχωρίζεται σε μία μετακίνηση και μία στροφή, οι οποίες παρεμ- βάλλονται ξεχωριστά στο εσωτερικό πλέγμα. Το μέρος της στροφής περιγράφεται από τη θεωρία των τετραδονίων (Quaternions), τα οποία είναι υπερ-μιγαδικοί αριθμοί και ανα- παριστούν έναν άξονα και μία γωνία περιστροφής. Τέλος, για την επίδειξη της λειτουργίας και της στιβαρότητας της μεθόδου, δοκιμάζεται σε μεγάλες παραμορφώσεις πλεγμάτων 2Δ και 3Δ εφαρμογών.	el
heal.abstract	A common problem in fluid structure interaction problems FSI simulations is the coupling of the structural deformations with the simulation of the fluid medium. In order to perform this coupling the fluid volume mesh needs to move in such a way that the fluid mesh is conformal to the structure and that the quality of the fluid mesh is kept as high as possible. Various mesh deformation methodologies have been proposed. Some of them are robust with respect to elements overlapping and crossing, though time consuming, while others are computationally efficient but less robust. In recent years, it has been a challenge to develop an efficient, as well as a robust mesh deformation technique. In this master thesis, the mesh deformation method named Inverse Distance Weighting (IDW) is formulated, programmed and assessed. IDW is an explicit interpolation technique, which computes the interpolation function as a weighted average of the known boundary node displacements. The weights are inversely proportional to the distances between the inner mesh nodes and the boundary nodes. This method is developed for use in the aerodynamic shape optimization process, while it can similarily be used in other applications of computational fluid dynamics, such as aeroelastic computations or problems involving moving boundaries. At first, the basic properties, the main algorithm, as well as the weighting function that govern IDW method, are presented. Then, the initial method is improved including boundary node rotations. To this end, the displacement of each boundary node is split into a translation and a rotation part. The rotation part is represented with quaternions, which are hyper-complex numbers that represent a rotation axis and a rotation angle. Finally, for the demonstration of its operation and robustness, the method is implemented in the deformation of 2D and 3D computational meshes, in a variety of different deformation problems.	en
heal.advisorName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.advisorName	Giannakoglou, Kiriakos	en
heal.committeeMemberName	Μπούρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	88 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false