Υπολογιστική μελέτη ελεγκτή ψυχρού πλάσματος με παλμική διέγερση
Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η υπολογιστική προσομοίωση στις δύο διαστάσεις (2D) ενός κρουστικού κύματος, σε ήρεμο αέρα, το οποίο δημιουργείται κατά την αναπαραγωγή ενός παλμού τάσης σε έναν ns DBD ενεργοποιητή πλάσματος, χρησιμοποιώντας το υπολογιστικό πακέτο OpenFOAM. Εστιάζοντας την προσο...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2023
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/25348 |
| id |
nemertes-10889-25348 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-253482023-07-06T03:58:08Z Υπολογιστική μελέτη ελεγκτή ψυχρού πλάσματος με παλμική διέγερση Numerical investigation of nanosecond plasma actuator Τζιρτζιλάκης, Ηλίας Tzirtzilakis, Ilias Έλεγχος ροής Εκρηκτικό κύμα Ενεργοποιητής ψυχρού πλάσματος Flow control Blast wave OpenFOAM CFD ns DBD plasma actuator Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η υπολογιστική προσομοίωση στις δύο διαστάσεις (2D) ενός κρουστικού κύματος, σε ήρεμο αέρα, το οποίο δημιουργείται κατά την αναπαραγωγή ενός παλμού τάσης σε έναν ns DBD ενεργοποιητή πλάσματος, χρησιμοποιώντας το υπολογιστικό πακέτο OpenFOAM. Εστιάζοντας την προσοχή μας σχεδόν αποκλειστικά στο ρευστοδυναμικό φαινόμενο, σε πρώτο στάδιο προσπαθήσαμε να ερμηνεύσουμε αιτιοκρατικά τη δημιουργία ενός κρουστικού κύματος με συγκεκριμένες γεωμετρικές ιδιομορφίες. Κατόπιν μελέτης αποδώσαμε εν τέλει την απαρχή του κρουστικού κύματος, αρχικά στην ακαριαία μετατροπή της ηλεκτρικής σε θερμική ενέργεια λόγω της δημιουργίας και της αποσύνθεσης του πλάσματος, και εν συνεχεία στην εναπόθεση της θερμικής ενέργειας για τη θέρμανση μίας συγκεκριμένης σχηματικά επιφάνειας ώστε να δικαιολογείται η γεωμετρική σύσταση του επαγόμενου κρουστικού κύματος. Υιοθετώντας την τεχνική που προτείνεται από τους Zheng et al. [1], δημιουργήσαμε ένα αντίστοιχο περιβάλλον στο OpenFOAM με βάση το οποίο προχωρήσαμε στην πραγματοποίηση προσομοιώσεων, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα μας με αντίστοιχα μοντέλα της διεθνούς βιβλιογραφίας. Τέλος, συγκρίναμε τα αποτελέσματα μας με πειραματικές μετρήσεις. Αναλύοντας τα αποτελέσματα, αναγνωρίσαμε στο κρουστικό κύμα τα χαρακτηριστικά ενός πολύ ασθενούς εκρηκτικού κύματος (blast wave), με βάση τα οποία παρουσιάσαμε μία περιγραφή και ερμηνεία του φαινομένου συνεκτική, χρονικά και φυσικά, ως προς τα επιμέρους φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα καταγράφοντας παράλληλα τη δυναμική συμπεριφορά και τα χαρακτηριστικά ενός τέτοιου κρουστικού κύματος. The scope of this paper is the 2D numerical simulation of a shock wave, in quiescent air, which is created during the generation of a single voltage pulse in an ns DBD plasma actuator configuration, through the usage of OpenFOAM. Concentrating almost exclusively on the fluid-dynamic phenomenon, we tried at first to interpret the way of creation of the shock wave focusing on its distinct geometrical characteristics. We concluded to attributing this to two reasons. The first of them has to do with the rapid transformation of the electric energy to thermal energy connected to the formation and deformation of the plasma which is created after the discharge. The second reason, which is associated with the geometric structure of the induced shock, refers to the use of thermal energy for the heating of a very specific shape of surface. Afterwards, by adopting a technique suggested by Zheng et al. [1], we created a suitable environment in OpenFOAM, which we used to perform numerical simulations and compare our results with other numerical simulations of public literature. Finally, we compared our results with experimental measurements. Through analyzing our results, we came into the realization that the induced shock wave demonstrates characteristics similar to those of a blast wave. Based on this, we present a description and an interpretation of the whole phenomenon, with respect to all the different phenomena which take place, while at the same time proceeding to a characterization of the shock wave dynamics. 2023-07-05T07:05:11Z 2023-07-05T07:05:11Z 2023-07-04 https://hdl.handle.net/10889/25348 el CC0 1.0 Universal http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Έλεγχος ροής Εκρηκτικό κύμα Ενεργοποιητής ψυχρού πλάσματος Flow control Blast wave OpenFOAM CFD ns DBD plasma actuator |
| spellingShingle |
Έλεγχος ροής Εκρηκτικό κύμα Ενεργοποιητής ψυχρού πλάσματος Flow control Blast wave OpenFOAM CFD ns DBD plasma actuator Τζιρτζιλάκης, Ηλίας Υπολογιστική μελέτη ελεγκτή ψυχρού πλάσματος με παλμική διέγερση |
| description |
Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η υπολογιστική προσομοίωση στις δύο διαστάσεις (2D) ενός
κρουστικού κύματος, σε ήρεμο αέρα, το οποίο δημιουργείται κατά την αναπαραγωγή ενός παλμού
τάσης σε έναν ns DBD ενεργοποιητή πλάσματος, χρησιμοποιώντας το υπολογιστικό πακέτο
OpenFOAM. Εστιάζοντας την προσοχή μας σχεδόν αποκλειστικά στο ρευστοδυναμικό φαινόμενο,
σε πρώτο στάδιο προσπαθήσαμε να ερμηνεύσουμε αιτιοκρατικά τη δημιουργία ενός κρουστικού
κύματος με συγκεκριμένες γεωμετρικές ιδιομορφίες. Κατόπιν μελέτης αποδώσαμε εν τέλει την
απαρχή του κρουστικού κύματος, αρχικά στην ακαριαία μετατροπή της ηλεκτρικής σε θερμική
ενέργεια λόγω της δημιουργίας και της αποσύνθεσης του πλάσματος, και εν συνεχεία στην
εναπόθεση της θερμικής ενέργειας για τη θέρμανση μίας συγκεκριμένης σχηματικά επιφάνειας
ώστε να δικαιολογείται η γεωμετρική σύσταση του επαγόμενου κρουστικού κύματος.
Υιοθετώντας την τεχνική που προτείνεται από τους Zheng et al. [1], δημιουργήσαμε ένα
αντίστοιχο περιβάλλον στο OpenFOAM με βάση το οποίο προχωρήσαμε στην πραγματοποίηση
προσομοιώσεων, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα μας με αντίστοιχα μοντέλα της διεθνούς
βιβλιογραφίας. Τέλος, συγκρίναμε τα αποτελέσματα μας με πειραματικές μετρήσεις. Αναλύοντας
τα αποτελέσματα, αναγνωρίσαμε στο κρουστικό κύμα τα χαρακτηριστικά ενός πολύ ασθενούς
εκρηκτικού κύματος (blast wave), με βάση τα οποία παρουσιάσαμε μία περιγραφή και ερμηνεία
του φαινομένου συνεκτική, χρονικά και φυσικά, ως προς τα επιμέρους φαινόμενα που λαμβάνουν
χώρα καταγράφοντας παράλληλα τη δυναμική συμπεριφορά και τα χαρακτηριστικά ενός τέτοιου
κρουστικού κύματος. |
| author2 |
Tzirtzilakis, Ilias |
| author_facet |
Tzirtzilakis, Ilias Τζιρτζιλάκης, Ηλίας |
| author |
Τζιρτζιλάκης, Ηλίας |
| author_sort |
Τζιρτζιλάκης, Ηλίας |
| title |
Υπολογιστική μελέτη ελεγκτή ψυχρού πλάσματος με παλμική διέγερση |
| title_short |
Υπολογιστική μελέτη ελεγκτή ψυχρού πλάσματος με παλμική διέγερση |
| title_full |
Υπολογιστική μελέτη ελεγκτή ψυχρού πλάσματος με παλμική διέγερση |
| title_fullStr |
Υπολογιστική μελέτη ελεγκτή ψυχρού πλάσματος με παλμική διέγερση |
| title_full_unstemmed |
Υπολογιστική μελέτη ελεγκτή ψυχρού πλάσματος με παλμική διέγερση |
| title_sort |
υπολογιστική μελέτη ελεγκτή ψυχρού πλάσματος με παλμική διέγερση |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/25348 |
| work_keys_str_mv |
AT tzirtzilakēsēlias ypologistikēmeletēelenktēpsychrouplasmatosmepalmikēdiegersē AT tzirtzilakēsēlias numericalinvestigationofnanosecondplasmaactuator |
| _version_ |
1771297273410486272 |
