heal.abstract |
Η παρούσα διπλωματική εργασία περιλαμβάνει ιστορική αναδρομή στην Υδρομηχανική, από
την αρχαιότητα μέχρι σήμερα, και μια εφαρμογή, από πειραματικά δεδομένα, στα φάσματα
τύρβης.
Η εργασία ξεκινάει με την ετυμολογία της ρίζας «δαν» που συνδέεται με την έννοια του νερού,
του ποταμού και της συλλογής ύδατος.
Αρχικά, αναφέρονται παραδείγματα τριών βασικών έργων του υδραυλικού μηχανικού:
αποχετεύσεις, υδραγωγεία, φράγματα. Τα παραδείγματα αντλούνται από την αρχαία Ελλάδα.
Έπειτα, αναφέρονται οι σημαντικότεροι επιστήμονες που συνέβαλαν στην εξέλιξη της
επιστήμης της Υδρομηχανικής, από τον Αρχιμήδη μέχρι τον 20ο αιώνα.
Στη συνέχεια, αναφέρεται η πρόοδος της Υδρομηχανικής στον 20ο αιώνα. Επεξηγείται η θεωρία
του οριακού στρώματος (Boundary Layer theory) που θεμελίωσε ο Ludwig Prandtl στις αρχές
του 20ου αιώνα. Ύστερα, αναφέρεται η ανάπτυξη αριθμητικών μεθόδων επίλυσης
προβλημάτων ροής με τη χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών, ένας κλάδος που ονομάζεται
Υπολογιστική Ρευστοδυναμική (CFD). Πολύ σημαντικές είναι οι πειραματικές μέθοδοι που
αναπτύσσονται το δεύτερο μισό του 20ου αιώνα. Συγκεκριμένα, αναφέρονται οι μέθοδοι PIV
(Particle Image Velocimetry) και LIF (Laser Induced Fluorescence) καθώς και κάποια από τα
χαρακτηριστικά τους.
Επιπλέον η εργασία περιλαμβάνει παρουσίαση των χαρακτηριστικών της τύρβης και των
απαιτούμενων θεωρητικών στοιχείων που διέπουν τυρβώδεις ροές. Η θεωρία εστιάζει στους
στροβίλους και στα φάσματα τύρβης. Αναφέρεται η θεωρία Κ41 του Kolmogorov και
επικεντρώνεται στο νόμο του Kolmogorov για την κλίση (σε λογαριθμικούς άξονες) στην
αδρανειακή περιοχή (νόμος των -5/3).
Τέλος, πραγματοποιείται εφαρμογή στα φάσματα τύρβης. Χρησιμοποιούνται δεδομένα από
πειράματα σε τυρβώδεις φλέβες που έχουν πραγματοποιηθεί σε προηγούμενες εργασίες.
Ειδικότερα, από χρονοσειρές δεδομένων θερμοκρασίας που μετρήθηκαν με θερμίστορες και χρονοσειρές συγκέντρωσης ροδαμίνης 6G που μετρήθηκαν με την τεχνική LIF, παράγονται
φάσματα τύρβης και επαληθεύονται οι αναμενόμενες κλίσεις. |
el |