Υπολογιστική προσομοίωση και μελέτη της αιώρησης και μεταφοράς σωματιδίων από τυρβώδη διατμητική ροή

Περίληψη

Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζονται τρισδιάστατες αριθμητικές προσομοιώσεις της ροής ενός ρευστού που περιέχει σωματίδια, σε ένα κανάλι. Οι προσομοιώσεις επιλύουν την κίνηση των μεμονωμένων σωματιδίων, καθώς επίσης και λεπτομέρειες της ροής σε σωματιδιακό επίπεδο. Είναι βασισμένες στη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων και συγκεκριμένα εφαρμόζεται η μέθοδος Υποθετικού Πεδίου με τη χρήση Κατανεμημένων Πολλαπλασιαστών Lagrange (Distributed Lagrange Multiplier/Fictitious Domain Method). Ο κώδικας των προσομοιώσεων εκτελείται αξιοποιώντας τη μέθοδο της παράλληλης επεξεργασίας, με εφαρμογή των πρωτοκόλλων MPI και CUDA για τους επεξεργαστές και τις κάρτες γραφικών, αντίστοιχα. Το συγκεκριμένο πρόβλημα χαρακτηρίζεται από τέσσερις αδιάστατους αριθμούς, κυρίως από τον αριθμό Reynolds Re, τον αριθμό Αρχιμήδη Ar, μια αναλογία πυκνότητας r=ρ_p/ρ_f, και το αδιάστατο μέγεθος των σωματιδίων a=a/H. Πραγματοποιούνται δύο σειρές προσομοιώσεων για διαφορετικές σωματιδιακές παραμέτρους, κατά τις οποίες οι ...
περισσότερα

Περίληψη σε άλλη γλώσσα

In this thesis, three-dimensional direct numerical simulations of a particulate channel fluid flow are presented. The simulations resolve the motion of individual particles and the details of the flow at the particle level. They are based on the Finite Element Method and the Distributed Lagrange Multiplier/ Fictitious Domain Method is applied. The simulation code is executed by utilizing the parallel processing method by implementing the protocols MPI and CUDA for the processors and the graphics cards, respectively. The problem is characterized by four parameters, namely a Reynolds number Re, an Archimedes number Ar, a density ratio r=ρ_p/ρ_f and a dimensionless particle size a=a/H. Two series of simulations are carried out for different particle parameters where the last three numbers remain constant and the effects of the change of Reynolds number are examined in a range covering the onset of particle suspension to the flow transition to a significant instability. The results are ana ...
περισσότερα
Η διατριβή είναι δεσμευμένη από τον συγγραφέα  (μέχρι και: 3/2021)
Το πλήρες κείμενο της διατριβής είναι διαθέσιμο σε έντυπη μορφή από τη Βιβλιοθήκη Επιστήμης και Τεχνολογίας του ΕΚΤ
Διεύθυνση Handle
http://hdl.handle.net/10442/hedi/42955
ND
42955
Εναλλακτικός τίτλος
Direct numerical simulation and study of particle resuspension and transport by turbulent shear flow
Συγγραφέας
Σαλιακέλλης, Παναγιώτης Ευστράτιος
Ημερομηνία
2018
Ίδρυμα
Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ). Σχολή Πολυτεχνική. Τμήμα Χημικών Μηχανικών. Τομέας Τεχνικής των Φυσικών Διεργασιών και Εφαρμοσμένης Θερμοδυναμικής. Εργαστήριο Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής
Εξεταστική επιτροπή
Γιάντσιος Στέργιος
Υάκινθος Κυριάκος
Βαρελτζής Πάτροκλος
Καραπέτσας Γεώργιος
Κικκινίδης Ευστάθιος
Ντζιαχρήστος Λεωνίδας
Τομπουλίδης Ανανίας
Επιστημονικό πεδίο
Μηχανική & Τεχνολογία
Επιστήμες Χημικού Μηχανικού
Λέξεις-κλειδιά
Άμεση αριθμητική προσομοίωση; Σωματιδιακή ροή; Επαναιώρηση σωματιδίων; Σωματιδιακές τάσεις
Χώρα
Ελλάδα
Γλώσσα
Ελληνικά
Άλλα στοιχεία
6, xv, 153 σ., εικ., σχημ., γραφ.