[work] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG
Permanent URI for this collectionhttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/55
Browse
Browsing [work] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG by Title
Now showing 1 - 20 of 65
- Results Per Page
- Sort Options
- Activent-tuloilmalaitteen CFD-mallinnus - Yksinkertaistetut tuloilmalaitemallit
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(2000) Ala-Juusela, JuhaveikkoTiivistelmä: 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
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(2000) Ala-Juusela, JuhaveikkoTiivistelmä: 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. - Asumisen palvelukonseptit - Palvelukonseptin kehittämisen prosessimalli
School of Engineering | D4 Julkaistu kehittämis- tai tutkimusraportti tai -selvitys(2011) Aaltonen, Alexander; Siltaloppi, Jaakko; Puhto, JukkaLänsimaisissa talouksissa palvelujen kansantaloudellinen merkitys on kasvanut merkittävästi viimeisten vuosikymmenten aikana, ja tällä hetkellä keskimäärin kaksi kolmasosaa bruttokansantuotteesta syntyy palvelusektorilla. Palvelujen merkityksen kasvuun vaikuttavat merkittävät yhteiskunnalliset muutostrendit kuten väestön ikääntyminen ja elämäntapojen muutos, joiden vuoksi myös asumisessa tullaan tulevaisuudessa näkemään uudenlaisia palvelukonsepteja. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, mistä tekijöistä palvelukonsepti rakentuu ja miten uusia palvelukonsepteja voidaan kehittää. Lisäksi tutkimuksessa vertailtiin olemassa olevia asumiseen liittyviä palvelukonsepteja Suomessa ja Yhdysvalloissa. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa kartoitettiin kirjallisuuden perusteella palvelukonseptiin liittyviä sisältöjä ja merkityksiä. Lisäksi ensimmäisessä osassa selvitettiin aikaisemmassa tutkimuksessa esiintyviä lähestymistapoja palvelukonseptin kehittämisen prosessiin. Tutkimuksen toinen osuus toteutettiin empiirisesti keräämällä tietoa suomalaisista ja yhdysvaltalaisista asumiskonsepteista ja niihin liittyvistä palvelusisällöistä hyödyntämällä yritysten Internetsivustoja. Tarkastelun kohteena olivat pääasiallisesti suuret asuinkiinteistöjen omistajat sekä asumissektorilla toimivat rakennusliikkeet. Suomalaisissa asumiskonsepteissa palveluja esiintyy vaatimattomasti. Erityisesti asumisen tukea ja lisäarvoa tarjoavien, asukkaille suunnattujen asukaspalvelujen tarjonta on vähäistä. Asumispalvelut liittyvätkin tällä hetkellä pääosin erityisryhmien kuten ikäihmisten asumiseen, sekä joissain tapauksissa myös ylelliseen asumiseen. Ylelliset asumisen konseptit ovat kuitenkin huomattavasti tyypillisempiä Yhdysvalloissa, jossa erilaisia lisäpalveluja ja mukavuuksia on kytketty asumiseen monipuolisesti. Asumiseen liittyvät palvelusisällöt ovatkin Yhdysvalloissa huomattavasti Suomen vastaavia pidemmälle kehittyneempiä. Tutkimuksen tuloksena kehitettiin malli asumisen palvelukonseptin kehittämiselle. Mallin päävaiheet ovat palvelustrategian laatiminen, idean kehittäminen, palvelukonseptin kehittäminen, palvelun suunnittelu, täysmittainen kaupallistaminen ja lanseeraus sekä jälkiarviointi. Malli perustuu kirjallisuudesta tehtyihin havaintoihin palvelukonseptin määrittelystä sekä uuden palvelun kehittämisen prosessimallista, ja mallia tuotiin lähemmäksi asumisen kontekstia ottamalla huomioon empiirisessä tarkastelussa esiin nousseita tekijöitä käytännön asumiskonsepteihin liittyen. - Automatic CFD input decomposition for massively parallel systems
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(1995) Salminen, EsaAbstract: 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
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(2001) Ala-Juusela, JuhaveikkoAbstract: 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
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(2004) Ala-Juusela, JuhaveikkoAbstract: 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
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(1997) Majander, PetriAbstract: 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
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(1998) Majander, PetriAbstract: 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
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(2009) Kaarlonen, Kyösti; Hellsten, AnttiAbstract: 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
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(1997) Rautaheimo, Patrik; Ojala, JuhaAbstract: 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
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(1997) Rautaheimo, Patrik; Ojala, JuhaAbstract: 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. - Desphosphorization in ironmaking and oxygen steelmaking
School of Engineering | J Muu elektroninen julkaisu(2018) Saqlain, Muhammad; Owais, Muhammad; Järvinen, Mika; Visuri, Ville-Valtteri; Fabritius, TimoSteelmaking is an extensive industry based on modifying the physical properties of iron to fit a wide range of applications by either adding alloying elements or removal of impurities. Thus, the effects of various elemental components on final steel properties are at the heart of the steelmaking process whether in small concentrations coming from the raw materials or being in larger concentrations as alloying elements. Owing to increased demand of iron ore raw materials, the access to high-quality ores has been under stress and thus, increased usage of low-quality ores, which contains high concentrations of impurities such as phosphorus and sulphur has become more economical. Such impurities have been known to have adverse impacts on the final steel properties and need special management in conventional steel making operation. This report primarily focuses on the management strategies of phosphorus in steelmaking including the behavior of phosphorus and its removal strategies in several core components of the process: blast furnace (BF), basic oxygen furnace (BOF), electric arc furnace (EAF) and argon oxygen decarburization (AOD). The objective of the report is to review underlying research in the area giving a reference to the available literature and support propagation of future research projects addressing various aspects of dephosphorization in steelmaking. - Diagonalization of the Reynold's equation by using enthalphy e and density ρ
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(1995) Rautaheimo, PatrikAbstract: 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. - Diskretointimenetelmät OpenFOAMissa
School of Engineering | J Muu elektroninen julkaisu(2011) Turunen, TuomasTiivistelmä Tarkoituksena on koota OpenFOAMissa käytettävät diskretointimenetelmät ja niiden vaatimukset käyttäjän näkökulmasta. Lisäksi esitellään, miten eri menetelmien valitseminen vaikuttaa laskennan aikana ratkaistaviin yhtälöryhmiin. - ECAMARIS Operational Concept Template for Autonomous and Automated Maritime Systems - ECAMARIS Project: Enablers and Concepts for Automated Maritime Solutions
School of Engineering | J Muu elektroninen julkaisu(2023) Owen, Douglas; Laarni, Jari; Liinasuo, Marja; Koskinen, HannaThe purpose of the ECAMARIS Operational Concept Template for Autonomous & Automated Maritime Systems is to provide a basis for the development safe and effective autonomous and automated systems. The template is designed to provide a usable framework to support early and comprehensive identification and collation of key information and assumptions about the system and its operational context. This information provides a basis of initial concept development, design, analysis and assurance activities over the design lifecycle of the system. The template aids the identification and critical review of system features and capabilities to enable the development of systems that deliver their objectives and are effectively integrated into their human, technical, organisational, environmental and regulatory context. The Operational Concept template was developed primarily for use with Maritime Autonomous Ship Systems (MASS). It is based on cross-industry guidance with some specific adaptations for the maritime domain. The template may be useful in the development of autonomous and automated systems for other maritime infrastructure and can also be adapted for use in other industries. MS Word version of the template is available in Aaltodoc. The ECAMARIS Operational Concept Template for Autonomous and Automated Maritime Systems is designed to support early and comprehensive collation of key information about an autonomous /automated system and its operational context. This information provides a basis of initial concept development, design, analysis and assurance activities over the design lifecycle of the system. This work is made available for use under the CC BY 4.0 license. - The Effect of Free-Stream Turbulence Parameters on the SST k−ω Turbulence Model
School of Engineering | J Muu elektroninen julkaisu(2012) Ala-Juusela, Juhaveikko; Siikonen, TimoAbstract: An assessment of the SST k−ω turbulence model is made using different freestream values for k and ω. Flows over an ogive cylinder and the Onera M6 wing are used as test cases. Main result: It is found out that in some situations a solution is significantly affected by the free-stream turbulence quantities. A modification is made to the FINFLO code in order to remove the effect of the free-stream values. - The Effect of Free-Stream Turbulence Parameters on the SST k−ω Turbulence Model on a Flow over a Flat Plate
School of Engineering | J Muu elektroninen julkaisu(2012) Ala-Juusela, Juhaveikko; Siikonen, TimoAbstract: An assessment of the SST k−ω turbulence model is made using different freestream values for k and ω. A flow over a flat plate at high Reynolds numbers is used as a test case. Main result: A modification to reduce the effect of free-stream turbulence quantities on the SST k−ω turbulence model is tested. It is found out that the method in some situations removed the effect of the free-stream values, but is not as effective at high Reynolds numbers. - The European Union Emission Trading Scheme development of volumes and prices
Insinööritieteiden korkeakoulu | D4 Julkaistu kehittämis- tai tutkimusraportti tai -selvitys(2011) Haavisto, Harri - Exploring k and epsilon with Modified Spalart–Allmaras One–Equation Model
School of Engineering | J Muu elektroninen julkaisu(2012) Rahman, MizanurAbstract: A wall–distance–free version of the Spalart–Allmaras (SA) one–equation model is proposed to account for the distinct effects of low-Reynolds number (LRN) and wall proximity. The turbulent kinetic energy k and the dissipation rate ε are evaluated using the ~vt–transport equation together with some empirical relations. The model coefficients/functions preserve the anisotropic characteristics of turbulence in the sense that they are sensitized to rotational and nonequilibrium flows. The model is validated against a few well-documented flow cases, yielding predictions in good agreement with the direct numerical simulation (DNS) and experimental data. Comparisons indicate that the present model offers some improvement over the Spalart–Allmaras one–equation model and competitiveness with the SST k–ω-model. Main result: Contrasting the predicted results with measurements demonstrates that the new model returns predictions comparable with the SA/SST model in most of the flow cases considered herein. The proposed model is wall-distance-free and applicable to arbitrary topology in conjunction with structured/unstructured grids, which in turn render it advantageous to the SA/SST model. - FINFLO- ja Fluent-laskennan vertailu 2D U-kanavassa
Helsinki University of Technology | J Muu elektroninen julkaisu(2007) Miettinen, Ari; Siikonen, TimoAbstract: 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.