Development of an octree based grid coarsening and multigrid flow solution
Sekizdal veri yapısı ile çözüm ağı seyrekleştirme yöntemi ve çok katmanlı akış çözümlemelerinin geliştirilmesi
- Tez No: 268490
- Danışmanlar: PROF. DR. M. HALUK AKSEL, PROF. DR. İSMAİL H. TUNCER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 191
Özet
Çok katmanlı çözüm tekniği, akış çözücüleri için çözüm zamanı azaltımında en etkin yöntemlerden biri olarak görülmektedir. Çok katmanlı çözüm tekniği sık çözüm ağından türeyen ardışık seyrekleştirilmiş çözüm ağlarını çalıştırmaktır. Açık uçlu çözücüler yüksek frekanslı hataları hızlı bir şekilde düşürebilmektedir. Sık çözüm ağında düşük frekansta bulunan hatalar, seyrek çözüm ağlarında yüksek frekans hatalara denk geldiğinden, çok katmanlı çözüm yönteminde düşükten yükseğe tüm frekanslardaki hatalar oldukça hızlı bir şekilde düşmektedir. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı çoklu çözüm ağı tekniğinin TÜBİTAK-SAGE tarafından geliştirilen SENSE3D akış çözücülerine uygulanması ve bu yazılımların yakınsama hızlarının artırılmasıdır.Bu çalışmada, üç boyutlu çok katmanlı çözüm uygulamalarında kullanılmak üzere, düzensiz/melez çözüm ağları ve hücre merkezli çözücülere uygun, yüksek en boy oranına sahip hücrelerden oluşan ardışık seyrekleştirilmiş çözüm ağları oluşturulma yöntemi geliştirilmiştir. Bu yeni seyrekleştirme yöntemi, hücre merkezlerinin sekizdal veri yapısı kullanılarak birleştirilmesi temeline dayanmaktadır. Ardından, çok katmanlı çözüm tekniği temel çözücüye uygulanmıştır. Uygulama sırasında çözücünün hücre merkezli yapısı bozulmadan, akı hesabının kenar veya yüzey döngüsünde olması sağlanmıştır.Seyrek çözüm ağlarının başarısı iki ve üç boyutlu tüm çözüm ağı tipleri kullanılarak incelenmiştir. Seyrek çözüm ağları incelendiğinde, oluşan hücrelerin geometri özelliğini bozmadığı, en boy oranının yaklaşık 1 olduğu ve seyrekleşme seviyesi yükseldikçe kartezyen tip çözüm ağına sahip olduğu görülmektedir. Ardından, çok katmanlı çözüm tekniğine sahip yazılım kullanılarak ağdasız ve ağdalı çözümler elde edilmiştir. Yapılan çözümlemeler ile, çok katmanlı çözüm yaklaşımının, düşük hızlı ağdasız çözümlemelerde 14 kata kadar, ağdalı çözümlerde ise 4 ila 110 kat arasında hızlanma oranlarına sahip olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The multigrid technique is one of the most effective techniques to achieve the reduction of the CPU cost for flow solvers. The multigrid strategy uses the multilevel grids which are the coarsening subsets of fine grid. An explicit solver rapidly reduces the high frequency errors on the computational grids. Since high frequency errors on coarse grids correspond to low frequency errors on fine grids, cycling through the coarse grid levels rapidly reduces the errors ranging from high-to-low frequency. The aim of this study is, therefore, to accelerate SENSE3D solver developed by TUBITAK-SAGE by implementating multigrid concept.In this work, a novel grid coarsening method suitable for cell-centered hybrid/unstructured grids is developed to provide the cells with high aspect ratio. This new grid coarsening technique relies on the agglomeration of cells based on their distribution on octree data structure. Then, the multigrid strategy is implemented to the baseline flow solver. During this implementation, the flux calculation along the face loops is modified without changing cell-centered scheme.The performance of the coarsening algorithm is investigated for all grid types in two and three dimension. The grid coarsening algorithm produces well defined, nested, body fitted coarser grids with aspect ratios of one and the coarse grids have similar characteristics of Cartesian grids. Then, the multigrid flow solutions are obtained at inviscid, laminar and turbulent flows. It is shown that, the convergence accelerations are up to 14 times for inviscid flows and in a range of 4 to 110 fold for turbulent flow solutions.
Benzer Tezler
- 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 mesh generation software for computational electromagnetics
Bilişimsel elektromanyetik uygulamaları için bir ağ üretme yazılımının geliştirilmesi
BEKİR BARIŞ DÜNDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KUZUOĞLU
- 3D Lidar nokta bulutu işlemede sınır gözetimli voksel tabanlı bir segmentasyon yöntemi geliştirilmesi
Developing a border constrained voxel-based segmentation method in 3D Lidar point cloud processing
ALİ SAĞLAM
Doktora
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKonya Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURDAN BAYKAN
- Development of an artificial neural network model for the estimation of chlorophyll-a in lakes
Göllerdeki klorofil-a'nın belirlenmesi için bir yapay sinirsel ağ modelin geliştirilmesi
CÜNEYT KARUL
Doktora
İngilizce
1999
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK SOYUPAK
- Development of an axisymmetric Euler solver using finite volume method for internal and external flows
Sonlu hacim metodu kullanılarak iç ve dış akışlar için eksenel simetrik Euler çözücüsü geliştirilmesi
LEVENT KANTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. HALUK AKSEL