Development of a three-dimensional object-oriented Navier-Stokes solver by using total variation diminishing (TVD) method
Toplam değişim azaltılması metodu kullanılarak üç boyutlu nesneye yönelik bir Navier-Stokes çözücüsü geliştirilmesi
- Tez No: 119066
- Danışmanlar: PROF. DR. M. HALUK AKSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Navier-Stokes Denklemleri, Sonlu Hacim Metodu, Roe'nun Yaklaşık Riemann Çözücüsü, Doğrusal Yeniden Kurma Metodu, Toplam Değişimin Azaltılması Düzenlemeleri, Baldwin- vıLomax Türbülans Metodu, Üç-aşamalı Runge-Kutta Metodu, Örtülü Kalan Sönümleme Tekniği, C++ Nesneye Yönelik Programlama Dili vii, Navier-Stokes Equations, Finite Volume Method, Roe's Approximate Riemann Solver, Linear Least Squares Reconstruction Method, Total Variation Diminishing Schemes, Baldwin-Lomax Turbulence Model, Three-stage Runge-Kutta Method, Implicit Residual Smoothing Technique, C++ Object-Oriented Programming Language IV
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
02 TOPLAM DEĞİŞİM AZALTILMASI METODU KULLANILARAK ÜÇ BOYUTLU NESNEYE YÖNELİK BİR NAVIER-STOKES ÇÖZÜCÜSÜ GELİŞTİRİLMESİ Yalım, M. Sarp Yüksek Lisans, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. M. Haluk Aksel Eylül 2002, 109 sayfa Laminer ve türbülant akışların zamanla değişmeyen çözümlerini elde etmek için üç boyutlu, zamana bağlı Reynolds Averajlı Navier-Stokes denklemlerini çözen bir bilgisayar programı geliştirilmektedir. Navier-Stokes denklemleri, korunumlu hallerinde, sonlu hacim metodu kullanılarak ayrıştırmaktadır. Roe'nun Birinci Derece Yön Hassas Düzenlemesi konvektif akıların hesaplanmasında kullanılan sayısal düzenlemedir. Uzayda ikinci dereceden hassasiyet Doğrusal Yeniden Kurma Metodu kullanılarak elde edilmektedir. Kullanılmakta olan sayısal düzenleme yön hassas olmasına rağmen, kesintiler civarında salınımların görülmesine engel olmak için yeterli değildir. Bu sebepten dolaya doğrusal olmayan sınırlayıcılar yeni uç noktaların oluşumunu engellemek suretiyle sayısal çözümügeliştirmek için uygulanmaktadır. Bu çalışmada, Barth ve Jespersen Sınırlayıcısı kullanılmaktadır. Viskos akılar, değişim terimlerine merkezi ayrıştırma uygulanmasıyla hesaplanmaktadır. Viskos akı terimlerinin uzayda ikinci dereceden hassas olduklarına dikkat ediniz. Türbülant viskosite terimleri Baldwin-Lomax Türbülans Modeli'nin kullanılmasıyla hesaplanmaktadır. Zamanda ikinci dereceden hassasiyet Üç-aşamalı Runge- Kutta Metodu'nun uygulanmasıyla elde edilmektedir. Uygulanmakta olan sayısal düzenleme belirlidir. Bu yüzden, yaklaşım hızlarını arttırabilmek için bölgesel zaman adimi prosedürü kullanılmaktadır. Buna ek olarak, bu hızlan daha da arttırabilmek için Örtülü Kalan Sönümleme Tekniği kullanılmaktadır. Geliştirilen çözücü, C++ Nesneye Yönelik Proglama Dili kullanılarak yazılmaktadır. Bu çalışmada, çözücünün, geçerliliğini kanıtlamak, Toplam Değişim Azaltılması Metodu'nun performansını görmek ve uygulanan türbülans modelini kontrol etmek için üç test durumu ele alınmaktadır. Bu test durumları düz bir plaka üzerindeki sesaltı hızlı laminer ve türbülant akışları ve dairesel yay şeklindeki bir kaskadın üzerindeki sesüstü hızlı laminer akıştır. Çözücünün sonuçları, bu test durumları için elde edilmiş analitik ve literatürdeki çözümlerle karşılaştırılmaktadır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT DEVELOPMENT OF A THREE-DIMENSIONAL OBJECT-ORIENTED NAVIER-STOKES SOLVER BY USING TOTAL VARIATION DIMINISHING (TVD) METHOD Yalım, M. Sarp M.Sc, Department of Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. M. Haluk Aksel September 2002, 109 pages A computer program, which solves three-dimensional, unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations, is developed in order to obtain steady solutions of laminar and turbulent flows. Navier-Stokes equations are discretized in their conservative form by using finite volume method. Roe's First Order Upwind Scheme is the numerical scheme employed in order to calculate the convective fluxes. Second order accuracy in space is achieved by using Linear Least Squares Reconstruction Method. Although the numerical scheme employed is upwind, it is not sufficient to avoid the appearance of oscillations around discontinuities. For this reason, non-linear limiters are applied to improve the numerical solution by preventing the appearance of new extrema. In this study, Barth and Jespersen Limiter is used. IllViscous fluxes are calculated by applying central discretization to the gradient terms. Note thatr viscous flux terms are second order accurate in space. The eddy viscosity terms are calculated by using Baldwin- Lomax Turbulence Model. Three-stage Rurige-Kutta Method is applied to obtain second order accuracy in time. The applied numerical scheme is explicit; so a local time stepping procedure is utilized to increase convergence rates. In addition to this, Implicit Residual Smoothing Technique is used to increase these rates further. The developed solver is written by using C++ Object-Oriented Programming Language. In this study, three test cases are handled in order to prove the validity of the solver, see the performance of TVD Method and check the implemented turbulence modeL These test cases are subsonic laminar and turbulent flows over a flat plate and supersonic laminar flow over a circular arc cascade. The results of the solver are compared with the analytical results and the results in literature obtained for these test cases.
Benzer Tezler
- Development of a three dimensional object-oriented Navier-Stokes solver using two-equation turbulence models
İki denklemli tedirginlik modelleri kullanılarak üç boyutlu nesneye yönelik Navier-Stokes çözücüsü geliştirilmesi
MİCHEL EL KHOURY
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. HALUK AKSEL
- Development of a three-dimensional object-oriented navier-stokes solver using C++ programming language
C++ programlama dili kullanılarak üç boyutlu nesneye yönelik navier-stokes çözücüsü geliştirilmesi
MEHMET UMUT HALİLOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. HALUK AKSEL
- Development of a navier stokes solver for compressible flows on cartesian grids with aerodynamics applications
Kartezyen ağlarda sıkıştırılabilir akışlar için aerodinamik uygulamalarla birlikte bir navier stokes çözücüsü geliştirilmesi
EMRE KARA
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET İHSAN KUTLAR
PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL
- Development of a three-dimensional object oriented euler solver using c++ programming language
C++ programlama dili kullanarak üç boyutlu nesneye yönelik euler çözücüsü geliştirilmesi
CÜNEYT SERT
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. HALUK AKSEL
- Development of a windows based analysis tool for structural analysis and dynamics
Yapısal analiz ve dinamik için windows tabanlı bir analiz yazılımının geliştirilmesi
SONER BAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. POLAT GÜLKAN