| Περίληψη: | Η ακόλουθη διπλωματική εργασία εστιάζει στην υπολογιστική επίλυση του προβλήματος στρωτής,
ασυμπίεστης, μόνιμης και πλήρως ανεπτυγμένης ροής νερού εντός καμπύλου αγωγού τετραγωνικής
διατομής, Για την μελέτη της ροής έγινε μετασχηματισμός των μερικών διαφορικών εξισώσεων της
συνέχειας και της ορμής στο τοροειδές σύστημα συντεταγμένων. Ο κώδικας υλοποιήθηκε σε περιβάλλον
MATLAB και για τη σύζευξη ταχύτητας-πίεσης χρησιμοποιήθηκαν η μέθοδος PISO και η μέθοδος IPOT
συνδυασμένη με την τεχνική Rhie-Chow για την αποφυγή των ταλαντώσεων στην πίεση. Για
επαλήθευση των αποτελεσμάτων έγινε σύγκριση με πειραματικά δεδομένα και αποτελέσματα που
προέκυψαν μέσω CFD (Computational Fluid Dynamics) λογισμικού ανοιχτού κώδικα OpenFOAM.
Επίσης
πραγματοποιήθηκε
μελέτη
ανεξαρτησίας
πλέγματος,
έτσι
ώστε
να
χρησιμοποιηθεί
διακριτοποιημένο πλέγμα που να προσφέρει ικανοποιητική ακρίβεια. Tα αποτελέσματα της επίλυσης
αφορούν ρευστοδυναμικά μεγέθη όπως η πίεση και το μέτρο της ταχύτητας. Για την επίλυση
χρησιμοποιείται ο αριθμός Dean, ο οποίος είναι ανάλογος του αριθμού Reynolds για καμπύλους
αγωγούς. Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν οι ροές για αριθμούς Dean 125, 137 και 150, αφού σε αυτή την
περιοχή παρατηρείται μετάβαση του εγκάρσιου ροϊκού πεδίου από δύο σε τέσσερις στροβίλους. Στα
αποτελέσματα παρουσιάζονται οι ροϊκές γραμμές της δευτερογενούς ροής οι οποίες συγκρίνονται με
πειραματικά και υπολογιστικά δεδομένα από τη βιβλιογραφία. Η σύγκριση δείχνει ότι τα αποτελέσματα
του κώδικα που δημιουργήθηκε στο πλαίσιο αυτής της διπλωματικής εργασίας συμφωνούν απόλυτα,
τόσο με τα αποτελέσματα που παρήχθησαν στο υπολογιστικό πακέτο OpenFOAM, όσο και με τα
πειραματικά αποτελέσματα από τη βιβλιογραφία.
|
|---|
