Three-dimensional, parallel implementation of entropic Lattice Boltzmann method for compressible flows
Sıkıştırılabilir rejimdeki akışlar için entropik Lattİce bBoltzmann yönteminin üç boyutlu paralel uygulanması
- Tez No: 903494
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ÖZYÖRÜK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Farklı Lattice Boltzmann Yöntemleri arasında Entropik Lattice Boltzmann Yöntemi özellikle sıkıştırılabilir rejimdeki akışları çözmek için revaçta bir durumdadır. Yöntemin ana mantığı, çarpışma adımını yarı-denge koşulunu da içerecek şekilde iki parçaya bölerek, çift dağılım fonksiyonunun entropi kısıtı altında yüksek dereceli çok hızlı örgüler üstünde açılması üstüne kuruludur. ELBM, doğası gereği zamana bağlı ve direkt bir çözüm yöntemidir. Bu makale, yöntemin temelini, matematiksel altyapısını, eklenen farklı Entropik açılım çarpanı hesaplama yöntemlerini ve yüksek başarımlı parallel uygulamasını kısaca içermektedir. ELBM'in paralel uygulamasının verimi incelenmiş ve yeterli bulunmuştur. Yöntem hem zamandan bağımsız hem de zamana bağlı doğaları olabilen düşük sıkıştırılabilir rejimdeki kare ve yuvarlak silindir etrafındaki akış, şok tüpü, küre etrafında ses üstü akış ve farklı sıkıştırılabilir rejimlerdeki NACA0012 etrafındaki akış gibi farklı koşullar ile doğrulanmıştır. Yöntemin kabiliyetlerinin gösterimi için aynı zamanda hem düşük sıkıştırılabilir hem de transonik rejimde üç boyutlu akışa köşelerin bir tanesi dönük olacak şekilde döndürülmüş bir küp etrafında büyük bir iz akımı bölgesi oluşturan bir koşul da incelenmiştir. Bu koşulun sonuçlarına göre, ELBM zamana bağlı karmaşık bir yerel davranışlı iz akımı yapısını sıkıştırılabilir rejimde yakalayabilmiştir. Kullanılabilen azami hesaplama gücüyle elde edilebilen en yüksek Re 10000 olduğu için laminar akış rejimi incelenebilmiştir. Sonuç olarak, ELBM'nin sıkıştırılabilir rejimdeki karmaşık, zamana bağlı iz akımlı akışları yakalayabilen kabiliyetli bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Among the Lattice Boltzmann (LB) methods the entropic variant, called Entropic Lattice Boltzmann Method (ELBM) has become popular in solving compressible flows. The fundamental logic behind this method is the expansion of double equilibrium distribution functions under entropy constraints as well as using higher-order multi-speed lattices and dividing the collision process into two parts consisting of a quasi-equilibrium state. ELBM is an inherently unsteady and explicit calculation method. This thesis provides a short description of the method in terms of the core principles, mathematical framework, followed by a 3D parallel implementation with different Entropic Relaxation Factor calculation methods added as well. The parallel performance of this implementation is studied and found out to be acceptable. The method is validated via different cases in the compressible regime, both of steady and unsteady nature like flow around both circular and square cylinders at low compressible regime, the shock tube problem, flow around a supersonic sphere, and NACA0012 airfoil at different compressible flow regimes. The results of a flow around a cubic diamond resulting in a three dimensional and highly unsteady wake at both low compressible and transonic regime are also presented to demonstrate the capabilities of the method. It is demonstrated that ELBM was able to capture the complex unsteady nature of this case with local changes in the compressible regime. With the computational power available, the highest Re investigated was 10000, which is within the laminar flow regime. As a result, ELBM was found out to be a very capable method which is able to capture unsteady wake-driven physics in the compressible regime.
Benzer Tezler
- Atherosklerotik kalp hastalıklarında risk faktörleri
Risk factors in the coronary artery disease
MURAT SUHER
- Bazı sert çekirdekli meyve türlerinde döllenme biyolojisi üzerinde yöntem çalışmaları
Başlık çevirisi yok
ATBİMOĞLU ADALET
- Sonbahar sera yetiştiriciliğine uygun hıyar çeşit seçimi
Selecting a cucumber variety suitable for glasshouse production in Autumn
MESUT OKTAY
