Geri Dön

A non-iterative pressure based algorithm for the computation of reacting radiating flows

Tepkimeli ve ısıl ışımalı akışların hesaplanması için tekrarsız basınca dayalı algoritma

  1. Tez No: 199332
  2. Yazar: AHMET BİLGE UYGUR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NEVİN SELÇUK, PROF. DR. İSMAİL HAKKI TUNCER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2003

    Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Astronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜLGEN GÜLÇAT

  2. 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

    İngilizce

    2016

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HAYRİ ACAR

    DOÇ. DR. MEHMET ŞAHİN

  3. Gemi dalga direncinde lineer olmayan etkilerin hesaplamalı olarak incelenmesi

    Computational investigation of non-linear effects in ship-wave resistance

    DEVRİM BÜLENT DANIŞMAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ÖMER GÖREN

  4. 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

    İngilizce

    1993

    Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Petrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. FARİBORZ RASHİDİ

  5. 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

    İngilizce

    2023

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİN KORKUT