UPB-CTTIP Romdoc: Record#918: Modelarea matematică şi numerică a procesului de amestecare a jeturilor turbulente în regim subsonic

Thesis /

ROMDOC-THESIS-2016-405

Modelarea matematică şi numerică a procesului de amestecare a jeturilor turbulente în regim subsonic

Dimitriu, Sorin
2009-12-18

Abstract: MODELAREA MATEMATICĂ ŞI NUMERICĂ A PROCESULUI DE AMESTECARE A JETURILOR TURBULENTE ÎN REGIM SUBSONIC Teza de Doctorat - Rezumat. Teza de doctorat are ca scop modelarea matematică şi numerică prin metoda RANS (medierea ecuaţiilor Navier – Stokes) a procesului de amestecare al jeturilor în regim subsonic, în spaţii limitate sub formă de canale de amestec, având ca obiectiv final realizarea un program de calcul cu ajutorul căruia să poată fi simulate aceste tipuri de curgeri. Capitolul 1 prezintă cadrul problemei, preocupările în domeniu şi structura lucrării. Capitolul 2 prezintă modelul matematic RANS. Se trec în revistă modelele de turbulenţă cu ajutorul cărora se poate realiza închiderea sistemului de ecuaţii, insistându-se asupra modelului cu două ecuaţii de transport k-. Sunt de asemenea prezentate şi modificările aduse modelului k- standard de către diverşi autori, în scopul îmbunătăţirii comportării acestuia în vecinătatea pereţilor, în domeniul numerelor Reynolds mici. Capitolul 3 prezintă modelarea numerică a curgerilor turbulente sub formă de jeturi mărginite de pereţi solizi. Se prezintă forma generală a sistemului de ecuaţii. Sunt prezentate particularităţile tehnicilor de discretizare utilizate. In cadrul acestui capitol este prezentată realizarea programului personal de calcul care utilizează aceste tehnici. Capitolul 4 prezintă standul pe care au fost realizate determinări experimentale privind amestecarea jeturilor plane având aceiaşi temperatură, sau temperaturi diferite, într-un canal rectangular cu secţiunea constantă. Este descrisă construcţia standului, echiparea cu instrumente de măsurare şi tehnica de măsurare. Sunt descrise tehnicile de prelucrare ale datelor şi rezultatele obţinute experimental pentru distribuţia vitezelor, temperaturilor şi a unor parametri de turbulenţă, în procesul de amestecare al jeturilor. Capitolul 5 prezintă rezultatele obţinute prin simularea numerică a o serie de rezultate experimentale. În primul rând sunt simulate numeric rezultatele experimentale obţinute pe standul prezentat în capitolul anterior. În al doilea rând sunt simulate numeric o serie de rezultate experimentale realizate de alţi autori şi raportate în literatura de specialitate. Rezultatele simulării numerice sunt comparate cu datele obţinute experimental. Capitolul 6 prezintă contribuţiile personale privind sistematizarea diferitelor modele de turbulenţă, realizarea programului de calcul şi a posibilităţilor de utilizare ale acestuia precum şi realizarea unor „experimente” numerice privind curgerile sub formă de jeturi în spaţii limitate. De asemenea sunt prezentate perspectivele privind continuarea lucrării. Ing. Sorin Dimitriu THE MATHEMATICAL AND NUMERICAL MODELLING OF THE TURBULENT JETS MIXING PROCESS IN SUBSONIC REGIME. Thesis for Doctor's title - Abstract The object of thesis for Doctor's title is the mathematical and numerical modelling, by means of RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes equations) method, of the turbulent jets mixing process in subsonic regime, in limited spaces, the finally objective being the achievement of computer program allowing the simulation of this type of flows. The Chapter 1 presents general considerations and concerns about this domain, and the structure of work. The Chapter 2 presents the RANS method. The models of turbulence for closure of the system of equations are reviewed, specially the two transport equations model k-. Also, are presented the modifications of the k- model, by the different authors, for the improvement of the model behaviour near the walls, in the low Reynolds numbers domain. The Chapter 3 presents the numerical modelling of the turbulent flows, limited by walls. The general form of the system of equations is presented. Are presented the particularities of the finite differences techniques utilized in this work. In this chapter is made a complete presentation of the personal computer program. The computer program is for two-dimensional flow. The Chapter 4 presents the experimental stand where was made the experiments, regarding the mixing process of the plane jets having the same or the different temperatures, in a rectangular closed channel, with constant cross section. The construction of stand is depicted. Also, are presented the measuring equipments and measuring techniques. Are described the techniques for data processing and the results experimentally obtained for velocities distributions, temperatures distributions and turbulence parameters distributions, in the jets mixing process. The Chapter 5 presents the results for numerical simulations of several experiments. The first, was simulated the experiments made by the author on the stand previously presented. The second, was numerically simulated several experiments made by another authors, and reported in literature. The results of simulations are compared with experimental data. The Chapter 6 presents the personal contributions regarding the systematization of the turbulence models, the achievement of computer program and underlining of its capabilities, and the achievement of numeric experiments for flows in jet forms, in limited spaces. Also, are presented the perspectives to continue this work.

Keyword(s): Hidrodinamică -- Mişcarea turbulentă -- Modelare matematică -- Teză de doctorat ; Hidrodinamică -- Mişcarea turbulentă -- Modelare numerică -- Teză de doctorat ; RANS (Model matematic)
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files

Record created 2016-09-16, last modified 2016-09-16

Rate this document:

Be the first to review this document.

Discuss this document:

Start a discussion about any aspect of this document.