Παραμετρικές μελέτες αεροθερμικής βελτιστοποίησης μορφής αεροτομής ψυχόμενου πτερυγίου στροβίλου με χρήση της συνεχούς συζυγούς μεθόδου

Μάλλιος, Ευάγγελος; Mallios, Evangelos

dc.contributor.author	Μάλλιος, Ευάγγελος	el
dc.contributor.author	Mallios, Evangelos	en
dc.date.accessioned	2023-03-29T10:59:17Z
dc.date.available	2023-03-29T10:59:17Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57367
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25065
dc.rights	Default License
dc.subject	Βελτιστοποίηση	el
dc.subject	Αλληλεπίδραση ρευστού-στερεού	el
dc.subject	Μέγιστη θερμοκρασία πτερυγίου	el
dc.subject	Ρευστομηχανική	el
dc.subject	Συζευγμένη μεταφορά θερμότητας	el
dc.subject	Συνεχής συζυγής μέθοδος	el
dc.subject	Optimization	en
dc.subject	Fluid-solid interface	en
dc.subject	Highest blade temperature	en
dc.subject	Continuous adjoint method	en
dc.subject	Conjugate heat transfer	en
dc.subject	Fluid dynamics	en
dc.title	Παραμετρικές μελέτες αεροθερμικής βελτιστοποίησης μορφής αεροτομής ψυχόμενου πτερυγίου στροβίλου με χρήση της συνεχούς συζυγούς μεθόδου	el
dc.title	Parametric studies of aerothermal optimization of internally cooled turbine blade airfoil, using the continuous adjoint method	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Υπολογιστική μηχανική	el
heal.classification	Computational mechanics	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-03-03
heal.abstract	Η διπλωματική εργασία πραγματεύεται την αεροθερμική βελτιστοποίηση ενός εσωτερικά ψυχόμενου πτερυγίου στροβίλου, με χρήση της συνεχούς συζυγούς μεθόδου. Η υπολογιστική διαδικασία βασίζεται σε εργαλεία που αναπτύχθηκαν από τα μέλη της ΜΠΥΡΒ/ΕΜΠ, συγκεκριμένα το λογισμικό PUMA που τρέχει σε κάρτες γραφικών. Η διαδικασία βελτιστοποίησης εφαρμόζεται στο πτερύγιο στροβίλου C3X, καθώς αποτελεί γνωστή περίπτωση μελέτης για τον έλεγχο λογισμικών Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής που σχετίζονται με φαινόμενα Συζευγμένης Μεταφοράς Θερμότητας. Η βελτιστοποίηση στοχεύει στη μείωση της μέγιστης θερμοκρασίας του στερεού, ανανεώνοντας τις θέσεις των δέκα ψυκτικών οπών στην αεροτομή του πτερυγίου. Για τον υπολογισμό των μεταβλητών σχεδιασμού σε κάθε κύκλο βελτιστοποίησης, χρησιμοποιείται η Μέθοδος των Κινούμενων Ασυμπτώτων. Αρχικά επιλύεται μόνο το πρόβλημα ροής, με χρήση του μοντέλου τύρβης των Spalart − Allmaras, ώστε να επιτευχθεί η σύγκριση με τα πειραματικά δεδομένα της βιβλιογραφίας. Μελετώνται πέντε σημεία λειτουργίας, με ένα από αυτά να αφορά ηχητική ροή. Συνεχίζοντας με την πρώτη σειρά εκτελέσεων του κώδικα βελτιστοποίησης, η αρχική γεωμετρία προέρχεται είτε από το μοντέλο της βιβλιογραφίας, είτε από βελτιστοποιημένες, ως προς τις απώλειες ολικής πίεσης, αεροτομές. Ακολουθούν παραμετρικές μελέτες, μεταβάλλοντας το συνολικό αριθμό των ψυκτικών οπών στην αεροτομή του πτερυγίου και βελτιστοποιώντας περαιτέρω τη ψυκτική διάταξη, επιτρέποντας τη μετατόπιση τους προς την ακμή φυγής.	el
heal.abstract	The present thesis deals with the aerothermal optimization of an internally cooled turbine blade, using the continuous adjoint method. The computational procedure is based on tools developed by the PCOpt/NTUA members, namely the GPU accelerated PUMA software. The optimization procedure is applied to the C3X turbine blade, being a well-known test-case for validation purposes, involving CFD optimization in Conjugate Heat Transfer problems. The optimization aims at decreasing the highest solid temperature by updating the positions of the ten cooling channels inside the blade airfoil. The Method of Moving Asymptotes is used to compute the design variables in each optimization cycle. Initially, only the primal problem is solved, using the Spalart-Allmaras turbulence model, to compare with the experimental data in the bibliography. Five operating points are considered, one of which corresponds to transonic flow. Proceeding with the first series of the optimization runs, the starting geometry is derived from either the baseline model or blade airfoils that have also been optimized in terms of total pressure losses. Parametric studies follow, changing the total number of cooling channels, and further optimizing the cooling system, allowing their displacement toward the trailing edge.	en
heal.advisorName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος Χ.	el
heal.committeeMemberName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος Χ.	el
heal.committeeMemberName	Μπούρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	84 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false