Numerical modeling of general compressible multi-phase flows
Genel sıkıştırılabilir çok fazlı akışların sayısal modellenmesi
- Tez No: 365599
- Danışmanlar: PROF. DR. IŞIK HAKAN TARMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, sıkıştırılabilir çok fazlı akışların çözümü için yeni sayısal yöntemler geliştirilerek yapısal olmayan çözüm ağlarına uygulanmıştır. Geliştirilen yöntemler özellikle ara yüz problemleri için uygun olmasına rağmen karışım ve partiküllü akışlara da uygulanabilmektedir. Çalışmada ilk olarak bazı matematiksek ve sayısal formülasyonların çıkarılması için çalışıldı. Bu çalışma sonucunda elde edilen yöntemler üç başlıkta toplanabilir; 1. Çok fazlı sıkıştırılabilir akışları tanımlayan bir hiperbolik denklem sisteminin çözümü, 2. Seyreltik faz yaklaşımının yapıldığı bir çözücü, 3. Ayrık korunum denklemlerine dayanan sonlu hacimler çözücüsü. Ek olarak yüksek çözünürlüklü bir ara yüz yakalama yöntemi geliştirilerek ayrık korunum denklemlerine uygulanmıştır. Elde edilen yöntemlerin kararlı olduğu ve fiziksel olarak doğru sonuçlar sağladığı gözlenmiştir. Literatürde var olan ara yüz yakalama yöntemlerinin tersine, faz ara yüzleri mümkün olan en yüksek çözünürlükte ara yüz izleme yöntemleri ile karşılaştırılabilir doğrulukta çözülebilmektedir. Bu tür sıkıştırılabilir çok fazlı problemler için geliştirilmiş olan yöntemlerde karşılaşılan ve korunumsuz denklem ve terimlerle ilişkilendirilen sorunlar, bu tezde geliştirilen yöntemlerle saf dışı bırakılmışlardır. Bunlara ek olarak bazı özel sınır koşulları ve düşük Mach sayılı akışlar için ön koşullandırma yöntemleri uygulanmıştır. Uzaysal yüksek çözünürlük için doğrusal yeniden yapılandırma ve a?gırlıklı ortalama akı yöntemleri birleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, some novel methods for solution of compressible, multi-phase flows on unstructured grids were developed. The developed methods are especially advantageous for interface problems, while they are also applicable to multi-phase flows containing mixtures as well as particle suspensions. The first method studied was a multidimensional, multi-phase Godunov method for compressible multi-phase flows. This method is based on the solution of a hyperbolic equation system for compressible multi-phase flows. There are several diff culties with this hyperbolic equation system due to non-conservative volume fraction equation and non-conservative terms also known as throttling therms existing in momentum and energy equations. Robust and accurate multi-dimensional discretization of these terms were derived based on Abgrall [1] criterion. Next a new method based on discrete equations for multidimensional and multiphase problems on unstructured grids was developed. This method resolves all the problems associated with the non-conservative equations and terms. The high artificial numerical mixing of phase interfaces associated with available compressible schemes was resolved with a novel volume fraction differencing scheme. The developed di erencing scheme used for volume fraction is the only scheme providing comparable resolution of the interfaces with tracking methods on multi-dimensional unstructured grids and very robust compared to other interface capturing methods studied in the related literature. The resulting methods provide ignorable numerical mixing of phase interfaces on ustructured solution grids while giving physically correct results for pressure and energy in contrast to other methods available in the literature. In addition to these solution methods, some special boundary conditions and preconditioning methods for low speed steady flows were applied. For high spatial resolution, combinations of linear reconstruction and Weighted Average Flux (WAF) methods were also applied in some problems.
Benzer Tezler
- Al-Sic metal matrisli karma malzemelerinin deformasyon davranışının sonlu elemanlar yöntemi ile parametrik analizi
Başlık çevirisi yok
ŞAFAK YILMAZ
- Agrega-çimento hamuru arayüzeyi mikroyapısının yüksek mukavemetli betonların kırılma parametrelerine etkisi
Effect of aggregate-cement paste interface microstructure on the fracture parameters of high strength concretes
CANAN TAŞDEMİR
- Multi-fidelity bayesian optimization of unsteady cavity flow
Daimi olmayan kavite akışının çok doğruluklu bayes optimizasyonu
RAMAZAN KABA
Doktora
İngilizce
2026
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Seismic behaviour of historical stone masonry multi-leaf walls
Çok tabakalı tarihi taş yığma duvarların deprem yükleri altında davranışı
CEM DEMİR
Doktora
İngilizce
2012
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ
- İçten yanmalı motor egzoz manifoldunun sayısal modellenmesi ve incelenmesi
Numerical modeling and investigation of the internal combustion engine exhaust manifold
GÖRKEM BENEK
Doktora
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL