Υπολογιστική μελέτη ροής σε καμπύλο αγωγό με χρήση μεθόδων piso και ipot

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 ορμή...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας:	Καλογιάννης, Κλέαρχος
Άλλοι συγγραφείς:	Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος
Μορφή:	Thesis
Γλώσσα:	Greek
Έκδοση:	2020
Θέματα:	Ροή Τοροειδές σύστημα συντεταγμένων Flow Toroidal coordinate system
Διαθέσιμο Online:	http://hdl.handle.net/10889/13214

id	nemertes-10889-13214
record_format	dspace
spelling	nemertes-10889-132142022-09-06T05:14:00Z Υπολογιστική μελέτη ροής σε καμπύλο αγωγό με χρήση μεθόδων piso και ipot Computational study of flow within curved duct using piso and ipot methods Καλογιάννης, Κλέαρχος Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος Kalogiannis, Klearchos Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος Μάργαρης, Διονύσιος Πανίδης, Θράσος Ροή Τοροειδές σύστημα συντεταγμένων Flow Toroidal coordinate system 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. The following thesis focuses on the numerical analysis of the problem of laminar, incompressible, steady- state and fully developed water flow within a curved duct of square cross section. The governing equations, i.e. the continuity and the momentum partial differential equations, are expressed in the toroidal coordinate system. The computational in-house code is created in the MATLAB environment and for the velocity - pressure coupling two methods were implemented: the PISO method (Issa, 1986) and the IPOT method (Papadopoulos, 2013), combined with the Rhie and Chow technique for the treatment of the spurious oscillations in the pressure. The obtained results are compared with experimental data from the existing literature and with other computational results derived from CFD (Computational Fluid Dynamics) open source C++ library OpenFOAM. A convergence study is also carried out in order to use a mesh which can provide satisfactory accuracy. Then, the results of the calculation concerning flow properties such as pressure and velocity are presented. For the purpose of the study, Dean number (a number similar to Reynolds number for curved duct) is used. The results concern three Dean numbers, namely 125, 137 and 150, where a transition from two to four vortices occurs in the cross-sectional flow. Streamlines of the secondary flow within the duct’s cross-section are presented, which are compared to experimental and computational flow visualizations, derived from the existing literature. The present results of the in-house code are in excellent agreement with the OpenFOAM results and with the experimental data from the existing literature. 2020-02-11T09:50:16Z 2020-02-11T09:50:16Z 2019-10 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13214 gr 0 application/pdf
institution	UPatras
collection	Nemertes
language	Greek
topic	Ροή Τοροειδές σύστημα συντεταγμένων Flow Toroidal coordinate system
spellingShingle	Ροή Τοροειδές σύστημα συντεταγμένων Flow Toroidal coordinate system Καλογιάννης, Κλέαρχος Υπολογιστική μελέτη ροής σε καμπύλο αγωγό με χρήση μεθόδων piso και ipot
description	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.
author2	Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος
author_facet	Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος Καλογιάννης, Κλέαρχος
format	Thesis
author	Καλογιάννης, Κλέαρχος
author_sort	Καλογιάννης, Κλέαρχος
title	Υπολογιστική μελέτη ροής σε καμπύλο αγωγό με χρήση μεθόδων piso και ipot
title_short	Υπολογιστική μελέτη ροής σε καμπύλο αγωγό με χρήση μεθόδων piso και ipot
title_full	Υπολογιστική μελέτη ροής σε καμπύλο αγωγό με χρήση μεθόδων piso και ipot
title_fullStr	Υπολογιστική μελέτη ροής σε καμπύλο αγωγό με χρήση μεθόδων piso και ipot
title_full_unstemmed	Υπολογιστική μελέτη ροής σε καμπύλο αγωγό με χρήση μεθόδων piso και ipot
title_sort	υπολογιστική μελέτη ροής σε καμπύλο αγωγό με χρήση μεθόδων piso και ipot
publishDate	2020
url	http://hdl.handle.net/10889/13214
work_keys_str_mv	AT kalogiannēsklearchos ypologistikēmeletēroēssekampyloagōgomechrēsēmethodōnpisokaiipot AT kalogiannēsklearchos computationalstudyofflowwithincurvedductusingpisoandipotmethods
_version_	1799945007597092864

Υπολογιστική μελέτη ροής σε καμπύλο αγωγό με χρήση μεθόδων piso και ipot

Παρόμοια τεκμήρια