Υπολογιστική διερεύνηση πρόκλησης στροβιλότητας από διαμήκες στοιχείο με πτερύγια σε τυρβώδη ροή
Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται υπολογιστική μελέτη του μεγέθους και της κατανομής στροβιλότητας που δημιουργείται από την εισαγωγή στη ροή διαμήκους στοιχείου με πτερύγια σε αγωγό ορθογωνικής διατομής με τυρβώδη ροή. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε μέσω της υπολογιστικής ρευστομηχανικής και συγκεκ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14836 |
| id |
nemertes-10889-14836 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-148362022-09-05T20:19:42Z Υπολογιστική διερεύνηση πρόκλησης στροβιλότητας από διαμήκες στοιχείο με πτερύγια σε τυρβώδη ροή Numerical study of streamwise element with wings for vorticity generation in turbulent flow Κουτσογιαννάκης, Κωνσταντίνος Koutsogiannakis, Konstantinos Στροβιλότητα Γεννήτριες δινών Πτώση πίεσης Προσομοιώσεις υπολογιστικής ρευστομηχανικής Vorticity Vortex generators Pressure loss CFD numerical simulations Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται υπολογιστική μελέτη του μεγέθους και της κατανομής στροβιλότητας που δημιουργείται από την εισαγωγή στη ροή διαμήκους στοιχείου με πτερύγια σε αγωγό ορθογωνικής διατομής με τυρβώδη ροή. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε μέσω της υπολογιστικής ρευστομηχανικής και συγκεκριμένα γίνεται χρήση του υπολογιστικού κώδικα της ANSYS FLUENT. Όλες οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν για αριθμό Reynolds 10000. Πραγματοποιείται παραμετρική ανάλυση της προσαρμογής διαφόρων πτερυγίων στη γεωμετρία, με στόχο την μέγιστη δυνατή παραγωγή στροβιλότητας, αλλά και διατήρησής της, με παράλληλη εποπτεία στην πτώση πίεσης που εισάγεται, καθώς έχει αποδειχθεί ότι η στροβιλότητα δύναται να αυξήσει τη μεταφορά θερμότητας και να αναμιγνύει το ρέον ρευστό. Αρχικά, παρουσιάζονται θεωρητικές γνώσεις για τη στροβιλότητα και τις δίνες που δημιουργούνται από την εισαγωγή στη ροή διαμήκων στοιχείων και καταδεικνύεται ο ρόλος τους στην ενίσχυση μεταφοράς θερμότητας, με παρουσίαση θεωρητικών γνώσεων, αλλά και παράθεση διαφόρων μελετών επί του θέματος. Γίνεται ανάλυση δώδεκα διαφορετικών γεωμετριών και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα για κάθε περίπτωση, τα οποία και συγκρίνονται κατάλληλα για την εύρεση της βέλτιστης γεωμετρίας. Έπειτα, έχοντας επιλέξει τη βέλτιστη λύση, γίνεται θωράκιση αυτής, βελτιώνοντας την ποιότητα του πλέγματος και της λύσης. Τέλος, επιλέγεται το βέλτιστο πλέγμα για την παρούσα ανάλυση και γίνεται λόγος για χρήση του για οικονομία χρόνου σε μελλοντικές μελέτες, διατηρώντας αξιοπιστία στη λύση. The present study numerically investigates the magnitude and allocation of the streamwise vorticity induced by a streamwise element with wings in a rectangular duct with turbulent flow. The study was achieved through computational fluid mechanics, and specifically with the use of the ANYS FLUENT computational code. All simulations were carried out for a Reynolds number of 10000. A parametric analysis of the fitting of different wings to the geometry is conducted, aiming to find the solution maximizing the vorticity generation, and its conservation, while also supervising the induced pressure loss of the flow, since it has been proven that vorticity can increase heat transfer and mixing in the flowing fluid. Initially, theoretical knowledge of vorticity and the vortices created by the insertion of streamwise elements in the flow is presented, and their role in augmenting heat transfer is shown, by citing both theoretical knowledge and various studies already conducted on the matter. Twelve different geometries are analyzed and the results for each case are presented and compared, in order to obtain the optimal solution. Having found said solution, further credibility is given to it by improving the quality of the solution and the grid. Finally, the best grid for this particular study is selected and discussion is made on using it in future studies for saving on computational time, while maintaining credibility of the solution. 2021-06-17T05:36:16Z 2021-06-17T05:36:16Z 2021-07-14 http://hdl.handle.net/10889/14836 gr application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Στροβιλότητα Γεννήτριες δινών Πτώση πίεσης Προσομοιώσεις υπολογιστικής ρευστομηχανικής Vorticity Vortex generators Pressure loss CFD numerical simulations |
| spellingShingle |
Στροβιλότητα Γεννήτριες δινών Πτώση πίεσης Προσομοιώσεις υπολογιστικής ρευστομηχανικής Vorticity Vortex generators Pressure loss CFD numerical simulations Κουτσογιαννάκης, Κωνσταντίνος Υπολογιστική διερεύνηση πρόκλησης στροβιλότητας από διαμήκες στοιχείο με πτερύγια σε τυρβώδη ροή |
| description |
Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται υπολογιστική μελέτη του μεγέθους και της κατανομής στροβιλότητας που δημιουργείται από την εισαγωγή στη ροή διαμήκους στοιχείου με πτερύγια σε αγωγό ορθογωνικής διατομής με τυρβώδη ροή.
Η μελέτη πραγματοποιήθηκε μέσω της υπολογιστικής ρευστομηχανικής και συγκεκριμένα γίνεται χρήση του υπολογιστικού κώδικα της ANSYS FLUENT. Όλες οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν για αριθμό Reynolds 10000.
Πραγματοποιείται παραμετρική ανάλυση της προσαρμογής διαφόρων πτερυγίων στη γεωμετρία, με στόχο την μέγιστη δυνατή παραγωγή στροβιλότητας, αλλά και διατήρησής της, με παράλληλη εποπτεία στην πτώση πίεσης που εισάγεται, καθώς έχει αποδειχθεί ότι η στροβιλότητα δύναται να αυξήσει τη μεταφορά θερμότητας και να αναμιγνύει το ρέον ρευστό.
Αρχικά, παρουσιάζονται θεωρητικές γνώσεις για τη στροβιλότητα και τις δίνες που δημιουργούνται από την εισαγωγή στη ροή διαμήκων στοιχείων και καταδεικνύεται ο ρόλος τους στην ενίσχυση μεταφοράς θερμότητας, με παρουσίαση θεωρητικών γνώσεων, αλλά και παράθεση διαφόρων μελετών επί του θέματος.
Γίνεται ανάλυση δώδεκα διαφορετικών γεωμετριών και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα για κάθε περίπτωση, τα οποία και συγκρίνονται κατάλληλα για την εύρεση της βέλτιστης γεωμετρίας. Έπειτα, έχοντας επιλέξει τη βέλτιστη λύση, γίνεται θωράκιση αυτής, βελτιώνοντας την ποιότητα του πλέγματος και της λύσης. Τέλος, επιλέγεται το βέλτιστο πλέγμα για την παρούσα ανάλυση και γίνεται λόγος για χρήση του για οικονομία χρόνου σε μελλοντικές μελέτες, διατηρώντας αξιοπιστία στη λύση. |
| author2 |
Koutsogiannakis, Konstantinos |
| author_facet |
Koutsogiannakis, Konstantinos Κουτσογιαννάκης, Κωνσταντίνος |
| author |
Κουτσογιαννάκης, Κωνσταντίνος |
| author_sort |
Κουτσογιαννάκης, Κωνσταντίνος |
| title |
Υπολογιστική διερεύνηση πρόκλησης στροβιλότητας από διαμήκες στοιχείο με πτερύγια σε τυρβώδη ροή |
| title_short |
Υπολογιστική διερεύνηση πρόκλησης στροβιλότητας από διαμήκες στοιχείο με πτερύγια σε τυρβώδη ροή |
| title_full |
Υπολογιστική διερεύνηση πρόκλησης στροβιλότητας από διαμήκες στοιχείο με πτερύγια σε τυρβώδη ροή |
| title_fullStr |
Υπολογιστική διερεύνηση πρόκλησης στροβιλότητας από διαμήκες στοιχείο με πτερύγια σε τυρβώδη ροή |
| title_full_unstemmed |
Υπολογιστική διερεύνηση πρόκλησης στροβιλότητας από διαμήκες στοιχείο με πτερύγια σε τυρβώδη ροή |
| title_sort |
υπολογιστική διερεύνηση πρόκλησης στροβιλότητας από διαμήκες στοιχείο με πτερύγια σε τυρβώδη ροή |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14836 |
| work_keys_str_mv |
AT koutsogiannakēskōnstantinos ypologistikēdiereunēsēproklēsēsstrobilotētasapodiamēkesstoicheiomepterygiasetyrbōdēroē AT koutsogiannakēskōnstantinos numericalstudyofstreamwiseelementwithwingsforvorticitygenerationinturbulentflow |
| _version_ |
1771297358267547648 |
