Virtaus-lämmönsiirto-ongelman mallintaminen ja numeerinen ratkaiseminen
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
1998
Major/Subject
Matematiikka
Mcode
Mat-1
Degree programme
Language
fi
Pages
99
Series
Abstract
Työn tarkoituksena oli mallintaa ja ratkaista numeerisesti virtauslämmönsiirto-ongelma erityisesti pyörivässä koordinaatistossa. Mallinnus toteutettiin käyttäen Navier-Stokesin yhtälöitä virtausongelmalle ja energiayhtälöä lämmönsiirto-ongelmalle. Virtaavat nesteet oletettiin newtonilaisiksi ja kokoonpuristumattomiksi. Itse laskentatehtävät ratkaistiin numeerisesti stabiloidun elementtimenetelmän avulla ELMER-ohjelmistolla. Työssä esitellään kirjallisten lähteiden pohjalta käytetyt menetelmät yleisellä tasolla sekä kuvataan tehtävien ratkaisualgoritmi niin virtaus- kuin energiayhtälönkin osalta. Työn lakennalliset tulokset koskevat putki- ja rakovirtauksia sekä virtausnesteiden lämmönvaihtoa ulkoisen materiaalin kanssa. Ensinnäkin on havaittavissa, että pyörimisliike ei vaikuta laminaarivirtauksen käyttäytymiseen. Samaten virtausratkaisun muoto on riippumaton virtausnesteen nopeudesta. Toiseksi voidaan todeta, että putkivirtauksen tapauksessa vakiomuotoinen virtauksen tulppaprofiili on hyvin käytännöllinen approksimaatio turbulentille virtausprofiilille. Energiayhtälöä ratkaistaessa ongelmia aiheuttavat epäsäännöllisten reunaehtojen synnyttämät singulariteetit. Näitä lukuunottamat yhtälön numeeriset ratkaisut ovat totunnaisia.Description
Supervisor
Pitkäranta, JuhaniThesis advisor
Järvinen, JariPietikäinen, Reijo
Keywords
stabilized finite element method, stabiloitu elementtimenentelmä, Navier-Stokes equations, Navier-Stokesin yhtälöt, energy equation, energiayhtälö