Ανάπτυξη μη πλεγματικής σωματιδιακής μεθοδολογίας για την προσομοίωση ροών με ελεύθερη επιφάνεια: εφαρμογή και πιστοποίηση σε υδροστροβίλους δράσης

Περίληψη

Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη υπολογιστικών αλγορίθμων βασισμένων στη μέθοδο Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) για την προσομοίωση ροών με ελεύθερη επιφάνεια, εστιάζοντας στις ροές που αναπτύσσονται σε υδροστροβίλους δράσης. Κατά την εκπόνηση της διατριβής αναπτύχθηκαν αλγόριθμοι βασισμένοι σε διάφορες παραλλαγές της μεθόδου SPH, οι οποίοι εφαρμόστηκαν σε ένα ευρύ φάσμα προβλημάτων, περιλαμβάνοντας ροές με ή χωρίς ιξώδες, έγκλειστες ή με ελεύθερη επιφάνεια. Οι αλγόριθμοι που αναπτύχθηκαν πιστοποιήθηκαν με τη χρήση αναλυτικών λύσεων, αριθμητικών και πειραματικών αποτελεσμάτων. Η παρούσα εργασία περιλαμβάνει καινοτόμα χαρακτηριστικά όπως την προσομοίωση και σχεδιασμό υδροστροβίλου δράσης Turgo, αλλά και την ανάπτυξη ενός νέου σχήματος υψηλής ακρίβειας για τις μεθόδους SPH που βασίζονται σε επιλύτες Riemann. Η μέθοδος SPH είναι μια μη-πλεγματική, Lagrangian μέθοδος και το κύριο πλεονέκτημα της είναι η περιγραφή περίπλοκων ροών ελεύθερης επιφάνειας που λαμβάνουν χώρα ...
περισσότερα

Περίληψη σε άλλη γλώσσα

The aim of the present thesis is the development of algorithms based on the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method for the simulation of free surface flows, focusing mainly on the flow in impulse turbines. During the course of the study, several algorithms were developed, based on different variants of the SPH method and were applied to a wide range of problems including inviscid and viscous, enclosed and free surface flows. The developed SPH algorithms were validated using theoretical solutions, numerical or experimental results. The present work also involves novel features, such as the numerical modeling of a Turgo impulse turbine, the design optimization of a Turgo turbine and the development of a new high order variant for Riemann based SPH solvers. The SPH method is a Lagrangian meshfree particle method, well suited to describe the violent free surface flows occurring in impulse turbines. The method approximates the described medium as a set of particles which occup ...
περισσότερα
Πρέπει να είστε εγγεγραμένος χρήστης για έχετε πρόσβαση σε όλες τις υπηρεσίες του ΕΑΔΔ  Είσοδος /Εγγραφή

Όλα τα τεκμήρια στο ΕΑΔΔ προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα.

DOI
10.12681/eadd/27522
Διεύθυνση Handle
http://hdl.handle.net/10442/hedi/27522
Εναλλακτικός τίτλος
Development of a meshfree particle method for the simulation of steady and unsteady free surface flows: Application and validation of the method in impulse hydraulic turbines
Συγγραφέας
Κουκουβίνης, Φοίβος - Χαράλαμπος Κωνσταντίνος
Ημερομηνία
2012
Ίδρυμα
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ). Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Υδροδυναμικών Μηχανών
Εξεταστική επιτροπή
Αναγνωστόπουλος Ιωάννης
Βουτσινάς Σπυρίδων
Γιαννάκογλου Κυριάκος
Μαθιουλάκης Δημήτριος
Παπαντώνης Δημήτριος
Ριζιώτης Βασίλειος
Τσαγγάρης Σωκράτης
Επιστημονικό πεδίο
Μηχανική & Τεχνολογία
Μηχανική Υλικών
Λέξεις-κλειδιά
Μη πλεγματική, σωματιδιακή μέθοδος; Θεώρηση κατά Lagrange; Προσομοίωση ροών με ελεύθερη επιφάνεια; Προσομοίωση υδροστροβίλων δράσης; Βελτιστοποίηση υδροστροβίλου Turgo
Χώρα
Ελλάδα
Γλώσσα
Αγγλικά
Άλλα στοιχεία
2 τ. , εικ., πιν., σχημ., γραφ.