Αλγόριθμος προσαρμογής διδιάστατων υβριδικών πλεγμάτων στην υπό εξέλιξη λύση ενός πεδίου ροής και πιστοποίηση

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύσσεται η θεωρία της προσαρμογής σε διδιάστατα μη – δομημένα τριγωνικά πλέγματα καθώς και η αντίστοιχη θεωρία για υβριδικά πλέγματα, τα οποία αποτελούνται από τριγωνικά και τετράπλευρα στοιχεία. Αρχικά, γίνεται μια σύντομη αναφορά στα είδη των πλεγμάτων που χρησιμοποιούνται σήμερα σε προβλήματα της μηχανικής των ρευστών αλλά και γενικότερα. Στη συνέχεια, γίνεται λεπτομερής καταγραφή του τι είναι η προσαρμογή, ποιοι λόγοι οδήγησαν στη ανάπτυξη θεωριών προσαρμογής, ποιοι είναι οι κανόνες που διέπουν τις δύο αντίστροφες διαδικασίες της προσαρμογής, τον εμπλουτισμού και τον απεμπλουτισμού, και ποια είναι τα κριτήρια, τα οποία οδηγούν στις δύο αυτές διαδικασίες. Το βασικό τμήμα της εργασίας αυτής ασχολείται με την αλγοριθμική διαδικασία προσαρμογής υβριδικών πλεγμάτων, εξελίσσοντας ουσιαστικά τον αντίστοιχο αλγόριθμο που ήδη χρησιμοποιείται σε πλέγματα που έχουν μόνο τριγωνικά στοιχεία. Γίνεται εφαρμογή του παραπάνω αλγορίθμου σε προβλήματα ροής και σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο ειδών πλεγμάτων μεταξύ τους αλλά και με τα αντίστοιχα πειραματικά δεδομένα. Τα προβλήματα που εξετάστηκαν είναι η ροή γύρω από μεμονωμένη αεροτομή και σε αεροτομή συμπιεστή για διάφορες συνθήκες εισόδου. Για την γένεση των πλεγμάτων, την επίλυση της ροής και την επεξεργασία και ανακατανομή των σημείων κάθε αεροτομής χρησιμοποιήθηκε λογισμικό του Εργαστηρίου Θερμικών Στροβιλομηχανών του Ε.Μ.Π.. Σε όλες τις περιπτώσεις το μοντέλο τύρβης που χρησιμοποιήθηκε είναι εκείνο των Spalart – Allmaras.

Throughout this diploma thesis the development of the theory of adaptation of two - dimensional unstructured triangular and hybrid meshes, which consist of triangular and quadratic elements, is carried out. In the beginning, a quick reference to the types of meshes that are being used today in problems of mechanics of fluids and also generally to other problems is given. Furthermore, a description of what adaptation is, which reasons have led to the creation of the theory of adaptation, of the rules, in which the two parts of adaptation, enrichment and disenrichment, obey and the criteria, which lead to this to parts, are described. The basic part of this thesis has to do with the algorithmic adaptation’s procedure of hybrid grids, developing the algorithm that is being used in grids with only triangular elements. This algorithm is applied to problems of flow and the results of the two different types of meshes have been compared between themselves and the experimental data. The problems, that have been probed, are the flows around an isolated airfoil and an airfoil of a compressor, for different inlet conditions. For the generation of the meshes, the solving of the flow and the processing and reapportionment of the points of every airfoil programs of the Laboratory of Thermal Turbomachines has been used. In every case the turbulence model that has been used is that of Spalart – Allmaras.