| | SLO | ENG | Cookies and privacy

Bigger font | Smaller font

Search the digital library catalog Help

Query: search in
search in
search in
search in
* old and bologna study programme

Options:
  Reset


1 - 2 / 2
First pagePrevious page1Next pageLast page
1.
Numerični model robnih elementov za nestacionarne turbulentne tokove
Janez Lupše, 2012, doctoral dissertation

Abstract: V doktorski disertaciji obravnavamo razvoj numeričnega algoritma za reševanje turbulentnih tokov, osnovanega izključno na metodi robnih elementov (MRE). Rešujemo Navier-Stokesov sistem enačb, zapisan v hitrostno-vrtinčnem zapisu. Sestavljen je iz enačb kinematike toka, s katerimi poiščemo neznane vrednosti vrtinčnega polja na robu območja reševanja in neznane vrednosti hitrostnega polja v območju, ter enačb kinetike vrtinčnosti, temperature in modelov turbulence. Enačba, s katero poiščemo vrednosti vrtinčnega polja na robu območja, je diskretizirana s standardno, enoobmočno MRE, vse ostale enačbe pa so zapisane v diskretni obliki s pomočjo MRE s podobmočji, kar omogoča velike prihranke pri računalniškem spominu. Ker je v večini realnih primerov turbulentnih tokov nepraktično ali celo nemogoče direktno reševati Navier-Stokesov sistem enačb, ga poenostavimo. V delu obravnavamo predvsem poenostavitev vodilnih enačb s pomočjo Reynoldsovega povprečenja (RANS). Z ohranitvijo lokalnega časovnega odvoda prenosnih spremenljivk časovno povprečenje omejimo na določen časovni interval ter tako dobimo neastacionarne-RANS enačbe (URANS). Razviti algoritem smo preverili na testnih primerih, katerih analitične rešitve poznamo. Naslednji korak je bil preračun laminarnih tokov, kjer smo izračunali tok v kanalu, tok v gnani kotanji in naravno konvekcijo v zaprti kotanji. Na koncu smo izračunali še vrsto turbulentnih tokov: turbulentni tok v kanalu, turbulentni tok preko stopnice v kanalu, turbulentni tok v kanalu s periodičnimi zožitvami in tok v kanalu s kvadratno oviro. Z naštetimi primeri smo potrdili pravilnost razvitega numeričnega algoritma in implementacije modelov turbulence, tako za časovno povprečene kot tudi nestacionarne izračune turbulentnega toka.
Keywords: metoda robnih elementov, hitrostno vrtinčen zapis, Reynoldsovo povprečene enačbe, modeli turbulence, nestacionarni tok, računalniška dinamika tekočin
Published: 18.03.2013; Views: 1652; Downloads: 104
.pdf Full text (27,34 MB)

2.
Simulacija turbulentnega toka s hibridnim LES/URANS turbulentnim modelom z uporabo metode robnih elementov
Primož Kocutar, 2014, doctoral dissertation

Abstract: V doktorski disertaciji se posvečamo razvoju hibridnega LES/URANS turbulentnega modela na osnovi metode robnih elementov (MRE) za simulacijo turbulentnega toka tekočine. Za izračun toka tekočine rešujemo sistem Navier-Stokesovih enačb zapisan v hitrostno-vrtinčni formulaciji. Sistem enačb je sestavljen iz enačb kinematike vrtinčnega polja na robu in hitrostnega polja v območju, enačbe kinetike vrtinčnosti polja, energijske enačbe, ter prenosne enačbe turbulentne kinetične energije za izračun turbulentnih modelov. Za enačbo kinematike smo uporabili nefizikalno časovno shemo. Uporabili smo spojen LES/URANS hibridni turbulentni model, kjer je vmesna površina med LES in URANS območje določena s fizikalno veličino, ter je dinamično določena tekom simulacije. Za preklopni kriterij med LES in URANS območjem smo uporabili Reynoldsovo število določeno s turbulentno kinetično energijo, ter Reynoldsovo število določeno s skupno turbulentno kinetično energijo. Glavna značilnost spojenih hibridnih modelov je, da za izračun toka uporabljajo en set vodilnih enačb. LES in URANS model sta v povezavi s preklopnim kriterijem spojena v prenosni enačbi turbulentne kinetične energije. V odvisnosti od karakteristike toka, ter preklopnega kriterija, za določeno območje uporabimo pod-mrežno ali URANS efektivno viskoznost. Pod-mrežna ali URANS viskoznost je nadaljnje uporabljena v prenosni enačbi turbulentne kinetične energije, ter v vodilnih enačbah za izračun toka tekočine. V hibridnem LES/URANS turbulentnem modelu je LES model uporabljen za vrtince z največ energije, torej velike vrtince, ter URANS model za obstensko območje. Za LES in URANS model smo uporabili modela, ki temeljita na turbulentni kinetični energiji, pri čemer smo za URANS model izbrali eno-enačbeni model razvit za obstenska območja. Numerični algoritem smo najprej validirali na testnih primerih. Za validacijo vodilnih enačb toka tekočine smo uporabili testni primer direktne numerične simulacije toka v gnani kotanji, ter za validacijo energijske enačbe direktno numerično simulacijo toka naravne konvekcije pri nižjih Rayleighevih številih. Po uspešni validaciji z uporabo direktne numerične simulacije, smo razvit LES/URANS hibridni turbulentni model testirali na turbulentnem toku naravne konvekcije v kvadratni kotanji, s čimer smo potrdili pravilnost delovanja hibridnega modela.
Keywords: metoda robnih elementov, hibridni LES-RANS model, prenos toplote, turbulentni tok, hitrostno vrtinčen zapis, računalniška dinamika tekočin, naravna konvekcija
Published: 11.12.2014; Views: 1210; Downloads: 114
.pdf Full text (26,97 MB)

Search done in 0.03 sec.
Back to top
Logos of partners University of Maribor University of Ljubljana University of Primorska University of Nova Gorica