Υπολογιστική διερεύνηση της αλληλεπίδρασης ομοαξονικών παράλληλων ροών με περιδίνηση

• Κύριος συγγραφέας: Λιάπης Ραϊκάκος, Χριστόδουλος
• Άλλοι συγγραφείς: Liapis Raikakos, Christodoulos
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2023
• Θέματα: Υπολογιστική ρευστοδυναμική; Ομοαξονικές ροές; Περιδινούμενες ροές; Αποδόμηση στροβίλου; Computational Fluid Dynamics (CFD); Swirling flows; Coaxial flows; Vortex breakdown; ANSYS Fluent

Η παρούσα εργασία ασχολείται με την υπολογιστική διερεύνηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο ομοαξονικών και παράλληλων ροών με περιδίνηση σε συνθήκες που πλησιάζουν την αποδόμηση στροβίλου. Η διερεύνηση αυτή πραγματοποιείται υπολογιστικά με την χρήση του προγράμματος ANSYS Fluent και τα αποτελέσματα που προκύπτουν για τέσσερις διαφορετικές δοκιμές ανάλογα με τις συνοριακές συνθήκες της ροής συγκρίνονται στην συνέχεια με τα αντίστοιχα πειραματικά δεδομένα. Η υπολογιστική ρευστοδυναμική έχει ως σκοπό την εξαγωγή προσεγγιστικών λύσεων για τα διάφορα προβλήματα της ρευστοδυναμικής, αλλά και της μεταφοράς θερμότητας. Πακέτα όπως το ANSYS Fluent αποτελούν ουσιαστικά επιλυτές συστημάτων Μ.Δ.Ε εφοδιασμένα με φυσικά μοντέλα και μοντέλα τύρβης, καθώς και δυνατότητα για την δημιουργία υπολογιστικών πλεγμάτων και μετεπεξεργασίας των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από την ανάλυση τους. Οι ροές σε περιδίνηση αποτελούν ένα φαινόμενο με ευρείες εφαρμογές στον τεχνολογικό τομέα και κυρίως στα ροϊκά πεδία, τόσο σε αδρανείς πίδακες όσο και σε αντιδρώντες ροές.Μερικά από τα πλεονεκτήματα τους αποτελούν η βελτίωση της ευστάθειας και της διάχυσης της ροής, καθώς και των σχέσεων ανάμιξης μεταξύ ροών. Ένα από τα περιπλοκότερα φαινόμενα στις περιδινούμενες ροές είναι το φαινόμενο της αποδόμησης στροβίλου. Το φαινόμενο αυτό ορίζεται ως μια διαταραχή που χαρακτηρίζεται από ένα εσωτερικό σημείο στασιμότητας της ροής που ακολουθείται από μια αναστροφή της ροής σε μια περιοχή περιορισμένης αξονικής έκτασης. Παρ ’όλη την έντονη μελέτη του φαινομένου δεν έχει υπάρξει κάποια πλήρως αποδεκτή ερμηνεία του, κάτι που φανερώνει την πολυπλοκότητα του. Αφού παρουσιαστούν οι διαδικασίες μοντελοποίησης της διάταξης, δημιουργίας γεωμετρίας και πλέγματος, καθώς και ορισμός αρχικών και οριακών συνθηκών, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα και τέλος συγκρίνονται με τα αντίστοιχα αποτελέσματα της πειραματικής διερεύνησης με σκοπό την εξαγωγή συμπερασμάτων.