High-order discontinuous Galerkin Boltzmann solutions for low mach aerodynamics
Düşük mach aerodinamik problemlerin yüksek dereceli süreksiz Galerkin Boltzmann yöntemiyle çözülmesi
- Tez No: 830949
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ KARAKUŞ, PROF. DR. TİM WARBURTON
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
Bu tezde, yüksek dereceli süreksiz Galerkin formulasyonu Boltzmann-BGK denklemlerine uygulanarak düşük Mach sayısında aerodinamik sonuçlar elde edilmeye çalışılmıştır. Ayrıca tezde, süreksiz Galerkin kütüphanesi olan libparanumaldan yararlanılmış ve düşük Mach rejimde aerodinamik parametreler elde edilerek literatürdeki verilerle karşılaştırma yapılması hedeflenmiştir. Temel olarak, Boltzmann-BGK denklemleri hız uzayında integre edilerek akışkanın davranışını açıklayan diferansiyel denklem sistemine çevrilmiştir. Daha sonra bu denklem sistemi süreksiz Galerkin yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Sınır koşullarından gelen istenmeyen etkiler, mükemmel eşleşen tabaka (PML) yöntemi ile etkisiz hale getirilmeye çalışılmıştır. Galerkin Boltzmann formulasyonunun doğruluğu literatürde bulunan örnek problemlerle ve düşük Mach sayılarındaki aerodinamik senaryolarla incelenmiştir. Yüksek dereceli süreksiz Galerkin Boltzmann yönteminin, mükemmel eşleşen tabaka tekniği ile birleşimiyle elde edilen sonuçlar, düşük Mach rejimdeki aerodinamik problemlerin hem teorik hem de hesaplamalı akışkanlar dinamiği yönüne katkıda bulunmaktadır. Formulasyonun sonuçlarından ve mevcut verilerle yapılan karşılaştırmalardan elde edilen bilgiler, düşük Mach rejimdeki akış davranışlarının anlayışını artırarak pratik mühendislik uygulamalarında daha doğru ve güvenilir simülasyonların yolunu açmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis advances the understanding and computational techniques of low Mach number aerodynamics by applying high-order discontinuous Galerkin (DG) solutions to the Boltzmann-BGK equation. Leveraging the power of the libparanumal framework, this study provides comprehensive insights into the behavior of flows at low Mach numbers. The core methodology involves discretizing the Boltzmann-BGK equation in velocity space by employing the Hermite polynomials, resulting in a system of equations governing flow motion. The complicated system is efficiently addressed using the discontinuous Galerkin technique, which provides strong numerical solutions that accurately describe the underlying physics. Incorporating a perfectly matched layer (PML), a method crucial in eradicating unwanted artifacts resulting from problem boundaries, addresses the difficulties posed by boundary oscillations. The effectiveness of the suggested methodology is thoroughly investigated and supported through meticulous analysis of benchmark and low Mach aerodynamic conditions and drawing comparisons between the obtained solutions and existing data within the literature. This thesis contributes to the computation of low Mach number aerodynamics by carefully combining high-order discontinuous Galerkin methods, the Galerkin Boltzmann formulation, and the perfectly matched layer technique. The gaining of knowledge derived from the results and the subsequent comparisons with known data contribute to advancing our understanding of flow behaviors. Moreover, this progress facilitates the development of more accurate and reliable simulations for engineering applications.
Benzer Tezler
- A high-order discontinuous galerkin level set reinitialization with finite volume subcell stabilization
Sonlu hacim alt hücre stabilizasyonlu yüksek dereceli süreksiz galerkin ile level set yeniden ilklendirmesi
SILA YÜKSEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ KARAKUŞ
PROF. DR. TIM WARBURTON
- GPU accelerated high-order discontinuous galerkin level set methods for incompressible multiphase flows
Çok fazlı akışlar için yüksek başarımlı yüksek seviyeli süreksiz Galerkin metodları
ALİ KARAKUŞ
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL
YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
- Development of discontinuous Galerkin method 2 dimensional flow solver
Kesintili Galerkin methodu ile 2 boyutlu akış çözücü geliştirilmesi
OSMAN GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN ÖZGEN
- Discontinuous galerkin finite element method for electromagnetic structure analysis: validation and applications
Elektromanyetik yapıların analizi için süreksiz galerkin sonlu eleman yöntemi: Doğrulama ve uygulamalar
TALHA ÇALIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KUZUOĞLU
- Stochastic discontinuous Galerkin methods for pde-based models with random coefficients
Rastgele katsayılı kısmi diferansiyel denklem tabanlı modeller için stokastik süreksiz Galerkin yöntemleri
PELİN ÇİLOĞLU
Doktora
İngilizce
2023
MatematikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilimsel Hesaplama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAMDULLAH YÜCEL