Mühendislik uygulamalarında karmaşık akışlar için çözüm-uyarlı ağsız had yöntemi
Solution-adaptive meshless cfd methods for complex flows in engineering applications
- Tez No: 866830
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRE ALPMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: çözüm-uyumlu ağsız CFD yöntemleri, lattice Boltzmann yöntemi, karmaşık akışlar, mühendislik uygulamaları, sayısal simülasyonlar, ağsız yöntemler, hesaplama verimliliği, doğruluk
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Çözüm-uyumlu ağsız hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yöntemleri, mühendislik uygulamalarında karmaşık akışların simülasyonunda umut vadeden araçlar olarak öne çıkmaktadır. Bu doktora tezi, çözüm-uyumlu ağsız CFD yöntemlerinin geliştirilmesi ve incelenmesine odaklanmaktadır. Lattice Boltzmann yöntemi (LBM), bu yöntemlerin temelini oluştururken, mikroskobik modeller ve mezoskopik kinetik denklemleri kullanarak akışkan akışlarının temel fiziksel özelliklerini yakalamaktadır. Ağsız yöntemler, ağ yapılandırmasına ihtiyaç duymadan sistem cebirsel denklemlerinin oluşturulmasına imkan vererek LBM'yi tamamlar. Önceden tanımlanmış ağlara dayanmak yerine, alan düğümleri olarak adlandırılan dağılmış düğümler, problem alanını ve sınırlarını tanımlar. Bu araştırmanın temel katkısı, LBM ve ağsız yöntemlerin avantajlarını birleştiren çözüm-uyumlu ağsız CFD yöntemlerinin geliştirilmesidir. Bu yöntemler, akış özelliklerine dayalı olarak hesaplama ağını dinamik olarak uyumlu hale getirerek hesaplama kaynaklarının ilgi alanlarına optimal olarak dağıtılmasını sağlar. Bu uyarlanabilirlik, hesaplama maliyetlerini azaltırken doğruluğu artırarak mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık akış problemleri için uygundur. Kapsamlı sayısal deneyler ve referans problemlerle yapılan doğrulamalar, önerilen çözüm-uyumlu ağsız CFD yöntemlerinin etkinliğini ve performansını göstermektedir. Elde edilen sonuçlar, bu yöntemlerin karmaşık akışları doğru bir şekilde simüle etme yeteneklerini ve hesaplama verimliliğini koruduğunu vurgulamaktadır. Araştırma bulguları, mühendislik uygulamalarında karmaşık akışların simülasyonunda güncel çalışmalara katkıda bulunarak geniş bir alan için pratik çözümler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Solution-adaptive meshless computational fluid dynamics (CFD) methods have emerged as promising tools for simulating complex flows in various engineering applications. This doctoral thesis focuses on the development and investigation of solution-adaptive meshless CFD methods for accurately capturing the behaviour of complex flows. The lattice Boltzmann method (LBM) forms the basis of the proposed methods, employing microscopic models and mesoscopic kinetic equations to capture the essential physics of fluid flows. Meshless methods, such as meshfree or gridless methods, complement the LBM by enabling the establishment of system algebraic equations without relying on predefined meshes. Instead, scattered nodes, referred to as field nodes, define the problem domain and boundaries. The key contribution of this research is the development of solution-adaptive meshless CFD methods that combine the advantages of the LBM and meshless methods. These methods dynamically adapt the computational mesh based on flow features, ensuring optimal allocation of computational resources to areas of interest. This adaptive capability reduces computational costs and enhances accuracy, making them well-suited for handling complex flow problems encountered in engineering applications. Extensive numerical experiments and validation against benchmark problems demonstrate the effectiveness and performance of the proposed solution-adaptive meshless CFD methods. The results highlight their capability to accurately simulate complex flows while maintaining computational efficiency. The research findings contribute to advancing the state-of-the-art in simulating complex flows in engineering applications, offering practical solutions for a wide range of fields.
Benzer Tezler
- A finite volume based in-house large eddy simulation solver for turbulent flows in complex geometries
Karmaşık geometrilerde türbülanslı akışlar için sonlu hacimler yöntemine dayanan özgün büyük girdap benzetimi çözücüsü
SARP ER
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR
- Computational investigation of hydrodynamics of viscoelastic fluids flowing around square cylinder and complex fluid rheology via magnetic resonance imaging
Kare kesitli silindir etrafındaki viskoelastik akış dinamiğinin sayısal olarak incelenmesi ve karmaşık akışkan reolojisinin manyetik rezonans ile görüntülenmesi
GÜLER BENGÜSU TEZEL TANRISEVER
Doktora
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ULUDAĞ
DOÇ. DR. KERİM YAPICI
- Modification of a three-equation eddy-viscosity turbulence model for anisotropic turbulence
Üç denklemli bir eddy viskozite türbülans modelinin anizotropik türbülans için geliştirilmesi
MURAT UMUT YANGAZ
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ZAFER GÜL
- An ALE framework for multiphase flows
Çok fazlı akışlar için bir ALE yaklaşımı
ÇAĞATAY GÜVENTÜRK
Doktora
İngilizce
2022
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞAHİN
- An Investigation of flow around two flow bluf bodies in tandem and staggered arrangements by the dicrete vortex method and experiment
Ardarda ve çapraz dizilişli iki küt cisim etrafındaki akış: Ayrık vorteks yöntemiyle hesap ve deney
HACI İBRAHİM KESER