aalto1 untyped-item.component.html
Implementing a Reynolds Stress Turbulence Model in the FINFLO Flow Solver
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Master's thesis
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Location:
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Ene-39
Degree programme
Language
en
Pages
92
Series
Abstract
Tämän työn tarkoituksena oli ohjelmoida FINFLO-virtausratkaisijaan Reynoldsin jännitys-malli eli uusi turbulenssimalli.
Eräs Aerodynamiikan laboratorion tutkimuskohteista on eksplisiittiset algebralliset Reynoldsin jännitys -mallit (EARSM), joiden kehittämiseen tämä uusi malli on oiva työkalu.
EARSM perustuu samaan ideaan kuin Reynoldsin jännitys -malli ja se voidaan johtaa tästä tekemällä tiettyjä yksinkertaistuksia.
Reynoldsin jännitys -malli on siis tarkempi kuin EARSM ja onkin erittäin hyödyllistä verrata näiden kahden mallin antamia laskentatuloksia ja siten selvittää yksinkertaistusten vaikutusta.
Työn alussa esitellään erilaiset lähestymistavat turbulenttien virtaustilanteiden simulointiin painottuen erityisesti turbulenssimallien käyttöön.
Seuraavaksi esitellään virtausyhtälöt, johdetaan differentiaaliset Reynoldsin jännitys -yhtälöt ja käydään yksityiskohtaisesti läpi Reynoldsin jännitys -yhtälöiden mallitus.
Myös virtausratkaisija FINFLO:n rakenne ja sisältö selostetaan huolellisesti.
Lopuksi analysoidaan kolmen lasketun testitapauksen tulokset, jotta saadaan selville toimiiko uusi malli varmasti oikein.
Tasolevyn rajakerros valittiin ensimmäiseksi testitapaukseksi ja sen avulla varmistettiin, että uusi malli on kytketty oikein virtausratkaisijaan eikä ohjelmoinnissa ole tapahtunut mitään perustavanlaatuisia virheitä.
Toinen testitapaus, kuperan pinnan rajakerros, selvitti mallin kyvyn havaita kaartumisen aiheuttamat ilmiöt.
Näiden kahden testitapauksen tulokset kävivät hyvin yksiin mittaustulosten kanssa.
Viimeinen testitapaus eli epäsymmetrinen diffuusori sen sijaan paljasti mallin heikon kohdan: se ei onnistunutkaan ennustamaan virtauksen irtoamista ja kiinnittymistä niin hyvin kuin oli odotettavissa.
EARS-malli antoi paremman tuloksen ja ilmeisesti Reynoldsin jännitysten turbulentin diffuusion mallitus onkin liian yksinkertainen.
Turbulentin vuon mallituksen tarkempi tutkiminen jätettiin kuitenkin tuonnemmaksi, sillä sen ei katsottu kuuluvan tämän työn tavoitteisiin.