A non-iterative pressure based algorithm for the computation of reacting radiating flows
Tepkimeli ve ısıl ışımalı akışların hesaplanması için tekrarsız basınca dayalı algoritma
- Tez No: 199332
- Danışmanlar: PROF. DR. NEVİN SELÇUK, PROF. DR. İSMAİL HAKKI TUNCER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 202
Özet
Zamana bağlı, tepkimeli ve ısıl ışımalı akışların sayısal benzetişimi için tekrarsız basıncadayalı ve momentum, enerji ve kütle denklemlerinin çözümünü tahmin etme-düzeltmeaşamalarına ayıran bir algoritma geliştirilmiştir. Korunurluk denklemlerininçözülmesinde, dolaylı zaman integrallenmesini her ayırma aşmasında sağlayan ve çizgilermetodu olarak da adlandırılan yarı-ayrık bir yaklaşım kullanılmıştır. Basınç alanınınbelirlenmesi için çözülmesi gereken elliptik basınç denklemi çoklu-nokta çözücüsü(MUDPACK paketi) ile sağlanmıştır. Isıl ışınım hesaplamaları, daha önce geliştirilen, grive gri olmayan ısıl ışınım modellerinin koda akuple edilmesi ile gerçekleştirilmiştir.Kimyasal tepkimeleri hesaba katmak için birinci derece (global) tepkime mekanizmasıkullanılmıştır.Algoritmanın, takip eden iki durum için: i) eş ısıda olmayan kargaşalı boru akışı; ii)kargaşasız metan-hava yayılım alevi; öngörüleri, deneysel ölçümler ve sayısal çözümlerlekıyaslanmış, zamana bağlı akışları öngörme kabiliyeti aynı durumlar için gösterilmiştir.Her iki durumda da müsbet kıyaslamalar elde edilmiştir. Isıl ışınımın ve ışınıma aitözelliklerin gri olmayan bir şekilde değerlendirilmesinin etkileri ikinci test durumu içinaraştırılmıştır. Isıl ışımanın akuple edilmesinin sıcaklık ve hız alanlarını önemli birşekilde etkilediği fakat kütle öngörülerindeki etkisinin kısıtlı kaldığı bulunmuştur. Her ikiısıl ışınım modeli ile yapılan hesaplamalar göstermiştir ki, bu çalışmada kullanılan griolmayan ısıl ışınım modeli, gri olan modelle benzer sonuçları üretmektedir fakat çokdaha fazla hesaplama zamanı gerektirmektedir. Geliştirilen algoritma, çeşitli akışsenaryolarının zamana bağlı benzetişiminde kullanılabilecek verimli ve çok yönlü biraraç olup zamanla değişen kargaşalı ve tepkime içeren akışların hesaplanması yolundakiilk adımları oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
A non-iterative pressure based algorithm which consists of splitting the solution ofmomentum energy and species equations into a sequence of predictor-corrector stageswas developed for the simulation of transient reacting radiating flows. A semi-discreteapproach called the Method of Lines (MOL) which enables implicit time-integration atall splitting stages was used for the solution of conservation equations. The solution ofelliptic pressure equation for the determination of pressure field was performed by amulti-grid solver (MUDPACK package). Radiation calculations were carried out bycoupling previously developed gray and non-gray radiation models with the algorithm. Afirst order (global) reaction mechanism was employed to account for the chemistry.The predictions of the algorithm for the following test cases: i) non-isothermal turbulentpipe flow and ii) laminar methane-air diffusion flame; were benchmarked againstexperimental data and numerical solutions available in the literature and the capability ofthe code to predict transient solutions was demonstrated on these test cases. Favorableagreements were obtained for both test cases. The effect of radiation and non-graytreatment of the radiative properties were investigated on the second test case. It wasfound that incorporation of radiation has significant effect on temeprature and velocityfields but its effect is limited in species predictions. Executions with both radiationmodels revealed that the non-gray radiation model considered in the present studyproduces similar results with the gray model at a considerably higher computational cost.The algorithm developed was found to be an efficient and versatile tool for the time-dependent simulation of different flow scenarios constitutes the initial steps towards thecomputation of transient turbulent combustion.
Benzer Tezler
- Parallel solution of unsteady, incompressible three-dimensional Navier-Stokes equations with a new implicit method
Zamana bağlı, sıkıştırılamaz, üç boyutlu Navier-Stokes denklemlerinin yeni bir kapalı metodlar paralel çözümü
VİLDAN ÜSTOĞLU ÜNAL
Doktora
İngilizce
2003
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiAstronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLGEN GÜLÇAT
- A parallel monolithic approach for the numerical simulation of fluid-structure interaction problems
Akışkan-yapı etkileşimi problemlerinin sayısal simülasyonu için paralel monolitik bir yöntem
ALİ EKEN
Doktora
İngilizce
2016
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAYRİ ACAR
DOÇ. DR. MEHMET ŞAHİN
- Gemi dalga direncinde lineer olmayan etkilerin hesaplamalı olarak incelenmesi
Computational investigation of non-linear effects in ship-wave resistance
DEVRİM BÜLENT DANIŞMAN
Doktora
Türkçe
2004
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ÖMER GÖREN
- Non-isothermal stoody state flow of natural gas in transmission and dıstributıon systems
Doğal gaz taşıma ve dağıtımsistemlerinde sıcaklığa bağlı kararlı akış
İSMAİL DURGUT
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FARİBORZ RASHİDİ
- Computational investigation of the effects of the propeller diameter on the self-propulsion performance of a submarine at different forward speeds
Pervane çapının bir denizaltının farklı ileri hızlardaki sevk performansına etkilerinin hesaplamalı olarak incelenmesi
GÖKAY SEVGİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN KORKUT