Tez detayları

Development of an axisymmetric, turbulent and unstructured navier-stokes solver = Eksenel simetrik, türbülanslı ve yapısal olmayan bir navier-stokes çözücüsü geliştirilmesi

Yazarlar:

Akdemir, Mustafa

Yayıncı:

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2009

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000308162

Anahtar sözcükler:

Makina Mühendisliği

Özet

An axisymmetric, Navier-Stokes finite volume flow solver, which uses Harten, Lax and van Leer (HLL) and Harten, Lax and van Leer?Contact (HLLC) upwind flux differencing scheme for spatial and uses Runge-Kutta explicit multi-stage time stepping scheme for temporal discretization on unstructured meshe is developed. Developed solver can solve the compressible axisymmetric flow. The spatial accuracy of the solver can be first or second order accurate. Second order accuracy is achieved by piecewise linear reconstruction. Gradients of flow variables required for piecewise linear reconstruction are calculated by Green-Gauss theorem. Baldwin-Lomax turbulent model is used to compute the turbulent viscosity.Approximate Riemann solver of HLL and HLLC implemented in solver are validated by solving a cylindrical explosion case. Also the solver?s capability of solving unstructured, multi-zone domain is investigated by this problem. First and second order results of solver are compared by solving the flow over a circular bump. Axisymmetric flow in solid propellant rocket motor is solved in order to validate the axisymmetric feature of solver. Laminar flow over flat plate is solved for viscous terms validation. Turbulent model is studied in the flow over flat plate and flow with mass injection test cases.

Zamandan bağımsız, durağan çözümlerinin yapılabilmesi için, düzensiz ve hibrit çözüm ağını uzayda HLL ve HLLC yön hassas (upwind) akı ayrımına dayalı yöntemini, zamanda ise explicit Runge-Kutta çok kademeli yöntemini kullanarak ayrıştıran, iki boyutlu sonlu hacim Navier-Stokes çözücüsü geliştirilmiştir. Geliştirilen Navier-Stokes çözücüsü sıkıştırılabilir akışlar için eksenel simetrik çözümler verebilmektedir. Çözücü uzayda birinci ve ikinci dereceden doğrulukla çözüm yapabilmektedir. Uzayda ikinci dereceden doğruluk, doğrusal yeniden yapılandırma yöntemiyle elde edilmiştir. Doğrusal yeniden yapılandırma için gerekli olan akış değişkenlerinin türevleri Green-Gauss yöntemi kullanılarak hesaplanmaktadır. Turbulanslı akışlarda viskosite hesaplamak için Baldwin-Lomax turbulans modeli kullanılmıştır.Sonuçlar daha önce yayınlanmış sonuçlarla ve analitik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. HLL ve HLLC akı ayrıştırma yöntemleri silindirik patlama problemi çözülerek doğrulanmıştır. Uzayda birinci ve ikinci dereceden çözümler kanal içinde akış çözülerek karşılaştırılmıştır. Katı yakıtlı roket motoru iç akışı çözülerek çözücünün eksel simetrik özelliği test edilmiştir. Laminar akış çözümleme yeteneği düz plaka üzerinde akış çözülerek doğrulanmıştır. Tubulans modelini doğrulamak için düz plaka üzerinde akış ve kütle enjeksiyonlu akış problemleri çözülmüştür.

Tez detayları

Development of an axisymmetric, turbulent and unstructured navier-stokes solver = Eksenel simetrik, türbülanslı ve yapısal olmayan bir navier-stokes çözücüsü geliştirilmesi

Yazarlar: Akdemir, Mustafa

Yayıncı: Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar: Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Yüksek Lisans

Yayın Tarihi: 12/2009

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000308162