Αριθμητική προσομοίωση διεργασίας καύσης με μεθόδους υπολογιστικής ρευστομηχανικής

Βόζιος, Δημήτριος; Vozios, Dimitrios

dc.contributor.author	Βόζιος, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Vozios, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2025-05-26T08:01:29Z
dc.date.available	2025-05-26T08:01:29Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61939
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29635
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	Υπολογιστική μηχανική	el
dc.subject	Μέθοδος πεπερασμένων όγκων	el
dc.subject	Μηχανές εσωτερικής καύσης	el
dc.subject	Καύση μεθανίου	el
dc.subject	Μελέτη ανεξαρτησίας πλέγματος	el
dc.subject	Computational fluid dynamics	en
dc.subject	Turbulence models	en
dc.subject	Finite volume method	en
dc.subject	Internal combustion engines	en
dc.subject	Methane combustion	en
dc.subject	Grid independence study	en
dc.title	Αριθμητική προσομοίωση διεργασίας καύσης με μεθόδους υπολογιστικής ρευστομηχανικής	el
heal.type	masterThesis	el
heal.classification	Υπολογιστική μηχανική	el
heal.language	el	el
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-27
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας αποτελεί η αριθμητική πρόβλεψη της αντίδρασης αερίου καυσίμου με τον ατμοσφαιρικό αέρα αφού έχει προηγηθεί προθέρμανση και των δύο. Οι συνθήκες που επικρατούν στο χωρίο επίλυσης προσομοιάζουν εκείνες που θα επικρατούσαν σε έναν θάλαμο καύσεως ο οποίος θα μπορούσε να ανήκει σε έναν κινητήρα αεροπλάνου ή ενός βιομηχανικού αεριοστρόβιλου. Ο θάλαμος έχει κυλινδρικό σχήμα με δύο εισόδους για το καύσιμο και μία για τον αέρα, δακτυλιοειδούς μορφής. Η ανάμιξη του καυσίμου με τον αέρα αποτελεί τον πιο σημαντικό παράγοντα σχετιζόμενο με την καύση και τις εκπομπές καυσαερίων. Για το λόγο αυτό βασικός σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η εύρεση της κατανομής του πεδίου συγκεντρώσεων καθώς και το πως αυτό επηρεάζεται από τα φαινόμενα τύρβης. Η αριθμητική μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι η μέθοδος των πεπερασμένων όγκων ελέγχου. Για την προσομοίωση χρησιμοποιείται το εμπορικό πακέτο PHOENICS, έκδοση 2019, της εταιρείας CHAM ltd. Αρχικά παρουσιάζεται η βιβλιογραφική ανασκόπηση, στην οποία περιγράφεται η σημαντικότητα των φαινομένων της καύσης, οι βασικές μέθοδοι οι οποίες χρησιμοποιούνται για την αριθμητική μοντελοποίηση τους, καθώς και σχετικές έρευνες οι οποίες έχουν πραγματοποιηθεί τα τελευταία έτη στον συγκεκριμένο τομέα. Έπειτα, παρουσιάζονται τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του προβλήματος, καθώς και οι οριακές συνθήκες οποίες εφαρμόζονται στο συγκεκριμένο χωρίο. Στα επόμενα κεφάλαια αναλύεται το θεωρητικό υπόβαθρο των προς επίλυση διαφορικών εξισώσεων διατήρησης μάζας, ορμής και ενέργειας, καθώς και των μοντέλων τύρβης τα οποία χρησιμοποιήθηκαν. Οι εξισώσεις αυτές αποτελούν ένα σύστημα το οποίο επιλύεται αριθμητικά μέσω της μεθόδου των πεπερασμένων όγκων ελέγχου, της οποίας το θεωρητικό υπόβαθρο αναλύεται, ενώ περιγράφεται η εφαρμογή της στο συγκεκριμένο πρόβλημα. Προκειμένου να υπάρξει μία εξοικείωση με το συγκεκριμένο λογισμικό επίλυσης, γίνεται μία συνοπτική περιγραφή της δομής και του τρόπου λειτουργίας του. Για το προς επίλυση πρόβλημα διεξήχθησαν μελέτες ανεξαρτησίας της λύσης από τη χωρική διακριτοποίηση, με σκοπό την επιβεβαίωση της ακρίβειας της λύσης ώστε να επιλεγεί το κατάλληλο πλέγμα για την δοκιμή των περεταίρω μοντέλων. Στην συνέχεια γίνεται παρουσίαση, σύγκριση και σχολιασμός των πεδίων ταχυτήτων, θερμοκρασιών, πιέσεων και κλασμάτων μάζας των διαφορετικών συστατικών μεταξύ του μοντέλου στρωτής ροής και των διαφορετικών μοντέλων τύρβης όπως αυτά προκύπτουν έπειτα από την επίλυση. Τέλος, για την ακριβέστερη προσέγγιση του υπό μελέτη φαινομένου, προτείνονται για μελλοντική εργασία ορισμένοι τρόποι για βελτίωση του συγκεκριμένου υπολογιστικού μοντέλου.	el
heal.advisorName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Μαρκάτος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Mπούρης, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua	el
heal.numberOfPages	97 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false