Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Bölümü

A non-iterative pressure based algorithm for the computation of reacting radiating flows

Tepkimeli ve ısıl ışımalı akışların hesaplanması için tekrarsız basınca dayalı algoritma

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 199332 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

A NON-ITERATIVE PRESSURE BASED ALGORITHM FOR THECOMPUTATION OF REACTING RADIATING FLOWSAhmet Bilge UygurA non-iterative pressure based algorithm which consists of splitting the solution ofmomentum energy and species equations into a sequence of predictor-corrector stageswas developed for the simulation of transient reacting radiating flows. A semi-discreteapproach called the Method of Lines (MOL) which enables implicit time-integration atall splitting stages was used for the solution of conservation equations. The solution ofelliptic pressure equation for the determination of pressure field was performed by amulti-grid solver (MUDPACK package). Radiation calculations were carried out bycoupling previously developed gray and non-gray radiation models with the algorithm. Afirst order (global) reaction mechanism was employed to account for the chemistry.The predictions of the algorithm for the following test cases: i) non-isothermal turbulentpipe flow and ii) laminar methane-air diffusion flame; were benchmarked againstexperimental data and numerical solutions available in the literature and the capability ofthe code to predict transient solutions was demonstrated on these test cases. Favorableagreements were obtained for both test cases. The effect of radiation and non-graytreatment of the radiative properties were investigated on the second test case. It wasfound that incorporation of radiation has significant effect on temeprature and velocityfields but its effect is limited in species predictions. Executions with both radiationmodels revealed that the non-gray radiation model considered in the present studyproduces similar results with the gray model at a considerably higher computational cost.The algorithm developed was found to be an efficient and versatile tool for the time-dependent simulation of different flow scenarios constitutes the initial steps towards thecomputation of transient turbulent combustion.

Summary:

TEPKİMELİ VE ISIL IŞIMALI AKIŞLARIN HESAPLANMASI İÇİNTEKRARSIZ BASINCA DAYALI ALGORİTMAAhmet Bilge UygurZamana bağlı, tepkimeli ve ısıl ışımalı akışların sayısal benzetişimi için tekrarsız basıncadayalı ve momentum, enerji ve kütle denklemlerinin çözümünü tahmin etme-düzeltmeaşamalarına ayıran bir algoritma geliştirilmiştir. Korunurluk denklemlerininçözülmesinde, dolaylı zaman integrallenmesini her ayırma aşmasında sağlayan ve çizgilermetodu olarak da adlandırılan yarı-ayrık bir yaklaşım kullanılmıştır. Basınç alanınınbelirlenmesi için çözülmesi gereken elliptik basınç denklemi çoklu-nokta çözücüsü(MUDPACK paketi) ile sağlanmıştır. Isıl ışınım hesaplamaları, daha önce geliştirilen, grive gri olmayan ısıl ışınım modellerinin koda akuple edilmesi ile gerçekleştirilmiştir.Kimyasal tepkimeleri hesaba katmak için birinci derece (global) tepkime mekanizmasıkullanılmıştır.Algoritmanın, takip eden iki durum için: i) eş ısıda olmayan kargaşalı boru akışı; ii)kargaşasız metan-hava yayılım alevi; öngörüleri, deneysel ölçümler ve sayısal çözümlerlekıyaslanmış, zamana bağlı akışları öngörme kabiliyeti aynı durumlar için gösterilmiştir.Her iki durumda da müsbet kıyaslamalar elde edilmiştir. Isıl ışınımın ve ışınıma aitözelliklerin gri olmayan bir şekilde değerlendirilmesinin etkileri ikinci test durumu içinaraştırılmıştır. Isıl ışımanın akuple edilmesinin sıcaklık ve hız alanlarını önemli birşekilde etkilediği fakat kütle öngörülerindeki etkisinin kısıtlı kaldığı bulunmuştur. Her ikiısıl ışınım modeli ile yapılan hesaplamalar göstermiştir ki, bu çalışmada kullanılan griolmayan ısıl ışınım modeli, gri olan modelle benzer sonuçları üretmektedir fakat çokdaha fazla hesaplama zamanı gerektirmektedir. Geliştirilen algoritma, çeşitli akışsenaryolarının zamana bağlı benzetişiminde kullanılabilecek verimli ve çok yönlü biraraç olup zamanla değişen kargaşalı ve tepkime içeren akışların hesaplanması yolundakiilk adımları oluşturmaktadır.