Browsing by Department "Sovelletun termodynamiikan laboratorio"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 20 of 46
  • Activent-tuloilmalaitteen CFD-mallinnus - Yksinkertaistetut tuloilmalaitemallit
    (2000) Ala-Juusela, Juhaveikko
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Tiivistelmä: Tämän työn tarkoituksena on löytää keinoja Activent-suutinkanavan mallintamiseksi huonetilavirtausten numeerisessa laskennassa. Tarkoitusta varten kehitettiin kaksi tuloilmalaitteen perusmallia ja laskettiin näillä useilla erilaisilla modifikaatioilla. Tuloksia on verrattu vastaaviin mittaustuloksiin. Pääkohdat: Molemmilla malleilla saatiin tyydyttäviä tuloksia koehuoneen virtauskentästä. Lupaavimmalta vaikutti geometrialtaan yksinkertaisempi malli, vaikkakin virtauskenttä oleskeluvyöhykkeellä oli monimutkaisemmassa mallissa hieman parempi.
  • Activent-tuloilmalaitteen CFD-mallinnus Yhden suutinrivin laskenta
    (2000) Ala-Juusela, Juhaveikko
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Tiivistelmä: Tässä työssä Activent-suutinkanavan lähikenttää mallinnetaan laskemalla yhtä 74 mm levyistä suutinriviä isotermisenä sekä alilämpöistä ilmaa tuoden kahdella eri lämmönjakotavalla. Tuloksia verrataan vastaaviin mittaustuloksiin. Lisäksi tarkastellaan tulosten hyväksikäyttöä reunaehtojen antamiseksi mallinnettaessa neljäsosaa mittaustilasta. Pääkohdat: Suuttimien korkeuden havaittiin vaikuttavan lähikentän virtaukseen. Kaikkia sekundäärivirtauksen aiheuttamia ilmiöitä ei saatu mallinnettua. Virtauksesta suuttimien läheisyydessä saatiin kuitenkin tietoa. Virtausnopeudet tuloilmalaitteen lähialueen ulkopuolella vastasivat hyvin mittaustuloksia.
  • Automatic CFD input decomposition for massively parallel systems
    (1995) Salminen, Esa
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: This memorandum describes a computer program which divides CFD grids into smaller blocks and updates the boundary condition information and the flow solver control data accordingly. The program is designed to be used in conjunction with FINFLO flow solver. Main result: Computer program divp3d.
  • CFD Simulations of a Turbulent Flow over Flat Plate
    (2001) Ala-Juusela, Juhaveikko
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: Heat transfer has been studied by simulating a turbulent flow over a flat plate using k- ε and k- ω turbulence models and testing the effect of a variable turbulent Prandtl number. The same case has also been calculated as isothermal in order to compare the calculated boundary layer parameters with measured results. Main result: Boundary layer parameters were close to the measured ones with the isothermal plate. In a case of turbulent flow heat transfer was underestimated as compared to the experimental correlation.
  • A CFD Study of the Effect of a Surface Roughness on Heat Transfer in a Clearance and Cooling Fins of an Electric Motor
    (2004) Ala-Juusela, Juhaveikko
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: The effect of a surface roughness on heat transfer is studied in two electric-motor-related cases. A flow in a clearance and between the cooling fins of the ABB HXR 400L electric motor is simulated numerically. The clearance is simplified to a two dimensional slot and, therefore, the calculation is not valid in the ends of the rotor. Furthermore, the clearance is modelled utilizing symmetry and only a sector of 30◦ is modelled. The air flow around the cooling fins is modelled by calculating one fin space and its surroundings. FINFLO flow solver, developed at Helsinki University of Technology, is used in the simulations. For the turbulence modelling k-ω model is utilized. Main result: A surface sand-roughness of 46 µm is used in a case of the clearance of an electric motor. The improvement of the equivalent conductivity is 0.4 % with open key slots and 4 % with filled key slots. A surface roughness of 1.5 µm has no effect on the heat transfer coefficient in a flow around the cooling fins while a roughness of 260 µm improves heat transfer coefficient by 1.8 %.
  • A comparison of complete vs. simplifed viscous terms in boundary layer flow and lid-driven cavity flow
    (1997) Majander, Petri
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: Viscous terms are derived in curved co-ordinates using finite volume formulation. An approximation in common use called Thin Shear Layer approximation is derived. Turbulent flow over a flat plate with a k- ε-model as well as a laminar lid-driven flow are computed and the results are compared between the full viscous terms and the TSL approximation. Main result: An implementation of full viscous terms in FINFLO solver.
  • A computation of a flow over a cylinder with a three-dimensional pressure correction solver
    (1998) Majander, Petri
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: A three dimensional flow solver is tested with external flow over a cylinder. The Reynolds number of the flow is 40. The convergence of the problem is studied with multigrid and line-Gauss-Seidel solvers for the pressure correction equation. Different ways to implement periodic boundary conditions are compared. Main result: A presentation of a three-dimensional pressure correction solver. The convergence slows down by a factor of three, if the periodic boundary conditions are ignored in the implicit phases.
  • DES turbulenssimallin lisääminen FINFLO virtausratkaisijaan
    (2009) Kaarlonen, Kyösti; Hellsten, Antti
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: Tämä muistio käsittelee Streletsin k-ω-DES-turbulenssimallin käyttöönottoa FINFLO virtausratkaisijassa. Muistiossa raportoidaan työn tämänhetkinen tilanne. Main result: Streletsin k-ω-DES malli on ohjelmoitu FINFLOon ja validointilaskuja on tehty yksinkertaiselle deltasiipimallille suurella kohtauskulmalla sekä virtaukselle ohi kaksiulotteisten periodisesti toistuvien kukkuloiden. Lisäksi on tutkittu virtausta kaksiulotteisten siipiprofiilien ympärillä.
  • Description of the numerical methodology for the ercoftac test case F3
    (1997) Rautaheimo, Patrik; Ojala, Juha
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: The purpose of thies work is to compare different low-Reynolds-number turbulence models and their suitability for the highly three dimensional return channel with a deswirl cascade. A comparison is made between Chien's k-ε model, Chien's model with a rotational correction, Gatski et al. ARSM and the full Reynolds stress model by Speziale et al. Experiments are provided by Concepts ETI.
  • Description of the numerical methodology for the ercoftac test case F3
    (1997) Rautaheimo, Patrik; Ojala, Juha
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: The purpose of this work is to compare different low-Reynolds-number turbulence models and their suitability for the highly three dimensional return channel with a deswirl cascade. A comparison is made between Chien's k-ε model, Chien's model with a rotational correction, Gatski et al. ARSM and the full Reynolds stress model by Speziale et al. Experiments are provided by Concepts ETI. Main result: Results for the test case F3 in the ERCOFTAC Workshop on Turbomachinery Flow Predictions VI.
  • Diagonalization of the Reynold's equation by using enthalphy e and density ρ
    (1995) Rautaheimo, Patrik
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: This paper presents an improved method to upwind the Euler part of the uxes with the Reynolds-stress closure model. This new method takes account the anisotropic nature of the Reynolds-stresses. Method uses information of the production of the kinetic energy of turbulence. Resulting eigenvalues shows effect of the anisotropy. The characteristic variables and the right eigenvector matrix are relatively complex. Main result: Possible equations for upwinding.
  • FINFLO- ja Fluent-laskennan vertailu 2D U-kanavassa
    (2007) Miettinen, Ari; Siikonen, Timo
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: Tässä raportissa kuvataan TKK:ssa kehitetyn FINFLO-ratkaisijan ja kaupallisen Fluent-ohjelmiston vertailulaskentaa kaksidimensioisessa U-putkessa, jonka sisääntulohalkaisijaan referoitu Reynoldsin luku on 522 000 vastaten turbulenttia virtausta. Molempien ratkaisijoiden k − ω SST turbulenssimalleja vertailtiin keskenään identtisen laskentatapauksen avulla. Main result: Laskentatulokset eivät poikenneet merkittävästi toisistaan, eikä konvergenssinopeuksissa ollut suuria eroja. FINFLO-laskenta vaikutti aluksi keskeneräiseltä seinämän läheisten paineiden perusteella. Kävi kuitenkin ilmi, että Fluentin tulostama paine on efektiivinen sisältäen turbulentin paineen ja FINFLOn paine on staattinen. Kun tämä otetaan huomioon, tulokset ovat pääsuureiden osalta hyvin lähellä toisiaan. Turbulenssisuureet ovat kvalitatiivisesti samoja. Tulosten perusteella voidaan kuitenkin päätellä turbulenssimallien olevan toiminnaltaan samoja.
  • Flow Simulation of a Centrifugal Process Pump
    (1997) Ojala, Juha
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: The main object of these calculations is the industrial evaluation of a FINFLO flow solver using a low-Reynolds number k-ε and Reynolds stress turbulence models with a rotation correction. The results from the k-ε simulations are good whereas the Reynolds stress model has problems in numerical stability and convergence. Main result: A pump grid for low-Reynolds number turbulence models was made. After that various cases were simulated using a Reynolds Stress model and a low-Reynolds number k-ε turbulence model with a rotation correction.
  • GRV-60 Impeller with airfoil-type and unvaned diffusor
    (1997) Heiska, Harri
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) calculations are performed for the GRV-60 radial impeller with an airfoil-type and an unvaned diffusor. For the the airfoil-type aerodynamic diffusor design and off-design conditions are investigated at N = 14000 RPM. Design conditions are investigated at N = 16000 RPM. For the unvaned diffusor design conditions are studied at N = 16000 RPM. Measured total pressure ratios π tot;16 and isentropic efficiency values ηi;16 in [4] are compared with the calculated values. The results are in good agreement with measurements.
  • IFRF polttokammion laskenta k-ε turbulenssimallilla, case 11
    (1996) Ojala, Juha
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Tiivistelmä: Tämän laskennan tarkoituksena on tutkia FINFLO:n k-ε turbulenssimallin soveltuvuutta voimakkaasti pyörivän ilman virtauksen laskentaan polttokammiossa. Vertailuarvoina on voitu käyttää mittaustuloksia sekä muilla tietokoneohjelmilla saatuja ratkaisuja. Voimakkaasti pyörivä virtaus asettaa suuret vaatimukset numeeriselle laskennalle, koska virtauskentässä esiintyy suuria nopeusgradientteja. Tällöin turbulenssin mallinnuksella on ratkaiseva merkitys lopputuloksiin. Pääkohdat: Nopeusjakaumat viidessä leikkauksessa, takaisinvirtausalue (Internal Recirculation Zone, IRZ).
  • Implementation of the compressibility effect in to dissipation equation of a two equation turbulence model
    (1997) Rautaheimo, Patrik
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: In the k-ε turbulence model the effect of compressibility is generally neglected and an incompressible version of the model is used. However, with high Mach numbers results can be improved by a compressible dissipation. Main result: Correction term owing to compressibility to the turbulent dissipation rate.
  • Kirjallisuuskatsaus kokoonpuristumattoman virtauksen ratkaisemisesta limittämättömässä hilassa
    (1997) Miettinen, Ari
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Tiivistelmä: Työ on katsaus artikkeleihin, joissa käsitellään kokoonpuristumattoman virtauksen ratkaisemista limittämättömissä hiloissa. Pääpaino on painekorjaukseen perustuvissa menetelmissä. Päätarkoituksena on ollut selvittää solun pintanopeuden laskennassa käytettyjä menetelmiä. Lisäksi kustakin artikkelista on selvitetty konvektion diskretointi, koordinaatiston valinta, muuttujien valinta, muuttujien päivitys, ja yhtälöiden välinen kytkentä.
  • Laser-Doppler anemometer measurements of air flow between cooling ribs of an electrical motor
    (2004) Saari, Kari
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Abstract: Two dimensional air flow velocities and turbulence parameters between cooling ribs of an electrical motor were measured using a laser-Doppler anemometer. Both the electrical motor and the air flow between the cooling ribs were approximately at the ambient temperature. Main result: The axial air velocity decreases substantially from 19 m/s to 8...9 m/s while flowing through the cooling rib channel. Also the kinetic energy of turbulence has a rapid decrease along the flow channel.
  • Liukuvan hilan reunaehdon implementointi FINFLOon
    (1996) Salminen, Esa
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Tiivistelmä: Pyörivissä koneissa esiintyy tyypillisesti roottori-staattori-tyyppisiä ratkaisuja, joiden käsittely numeerisissa virtaussimuloinneissa edellyttää reunaehtojen päivittämistä myös tilanteissa, joissa laskentakopit eivät ole tarkasti kohdakkain. Tällaista reunaehtoa nimitetään liukuvaksi hilaksi (sliding mesh). Tässä muistiossa kuvataan liukuvan hilan reunaehdon implementointi FINFLO-virtausratkaisijaan. Pääkohdat: FINFLOon uusi aliohjelma SLD/SLIMES (noin 900 riviä).
  • Liukuvan hilan reunaehdon testaus
    (1997) Salminen, Esa
     Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu
    Tiivistelmä: FINFLOon implementoitua liukuvan hilan reunaehtoa testataan laskemalla ylisoonista virtausta virtauksessa poikittain olevan sylinterin ohi siten, että sylinterimäisistä lohkoista ulompaa on pyöritetty. Sliding-pinta sijoitetaan siten, että sylinterin eteen syntyvä tiivistysaalto kulkee sliding-pinnan yli. Vertailutilanne lasketaan käyttäen tavallista lohkoliimausreunaehtoa ja siten, että lohkot ovat kohdakkain. Simuloinnit tehdään kahdella eri hilatiheydellä. Harvemmalla hilalla simulointi tehdään myös ajan suhteen tarkasti. Pääkohdat: Tiivistysaalto kulkee siististi rajapinnan yli. Liukuvan hilan reunaehto hidastaa jonkin verran konvergenssia.