| Περίληψη: | Η παρούσα εργασία έγκειται στην περιοχή της υπολογιστικής ρευστομηχανικής και ειδικότερα στην ανίχνευση ροϊκών φαινομένων. Οι μέθοδοι ανίχνευσης ροϊκών φαινομένων παρουσιάζονται σε πλήθος εφαρμογών μελέτης ροϊκών πεδίων, όπως η προσαρμογή του υπολογιστικού πλέγματος, ο έλεγχος για τοπική προσθήκη τεχνητής συνεκτικότητας στα αριθμητικά σχήματα, η μελέτη της φυσικής ενός ροϊκού πεδίου με βάση πειραματικές μετρήσεις αλλά και η εκπαίδευση και η αξιολόγηση τεχνικών «μηχανικής μάθησης» (“machine learning”), όπως τα νευρωνικά δίκτυα. Ο εντοπισμός των τοπικών ροϊκών χαρακτηριστικών έχει ιδιαίτερη αξία για τις συμπιεστές ροές, στις οποίες συνήθως συνυπάρχουν πολλαπλά ροϊκά φαινόμενα διαφορετικής έντασης και τοπολογίας, τα οποία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Στην παρούσα εργασία γίνεται μελέτη συμπιεστών πεδίων ροής, στα οποία συνυπάρχουν πολλαπλά ροϊκά φαινόμενα. Τα φαινόμενα περιλαμβάνουν οριακά στρώματα, περιοχές αποκόλλησης της ροής, στροβίλους, ροές τζετ (jets), απορρεύματα (wakes), αλλά και φαινόμενα υπερηχητικής ροής όπως κρουστικά κύματα, κύματα αποτόνωσης / συμπίεσης και ασυνέχειες επαφής. Ορίζεται ένας κατάλληλος «δείκτης έντασης» για κάθε τύπο ροϊκού φαινομένου. Γίνεται ανίχνευση των ροϊκών φαινομένων και των περιοχών αλληλεπίδρασής τους με ειδικά διαμορφωμένες συναρτήσεις (αισθητήρες / ανιχνευτές), που βασίζονται στη χωρική μεταβολή ενός μεγάλου εύρους ροϊκών ποσοτήτων. Χρησιμοποιούνται επίσης σύνθετοι ανιχνευτές, οι οποίοι συνδυάζουν στοιχειώδεις αισθητήρες ενός ροϊκού μεγέθους, και είναι ικανοί να ανιχνεύουν πολλαπλά φαινόμενα. Οι αισθητήρες αξιολογούνται με μια ποσοτική μέθοδο και παρουσιάζονται κατάλληλες μετρικές της αποτελεσματικότητάς τους. Η αξιολόγηση βασίζεται στην εφαρμογή των ανιχνευτών σε ένα ευρύ φάσμα από υπολογιστικά πεδία ροής, τα οποία προσομοιώνονται με ένα λογισμικό επίλυσης ροϊκών πεδίων. Ακόμη, προτείνεται μια αναλυτική έκφραση για τον αυτόματο καθορισμό του κατωφλίου ανίχνευσης, δηλαδή της κρίσιμης τιμής για τον κάθε αισθητήρα πάνω από την οποία θεωρείται ότι λαμβάνει χώρα κάποιο ροϊκό φαινόμενο. Η αναλυτική έκφραση βασίζεται στις στατιστικές παραμέτρους των αισθητήρων και στο σχήμα των κατανομών τους. Η εργασία ολοκληρώνεται με την εφαρμογή των αισθητήρων για την τοπική πύκνωση υπολογιστικών πλεγμάτων.
|
|---|
