Please use this identifier to cite or link to this item: http://ktisis.cut.ac.cy/handle/10488/3868
Title: Τυρβώδης ροή
Authors: Γεωργίου, Νικόλας 
Keywords: Turbulent Flow;DNS;Direct Numerical Simulations
Advisor: Ακύλας, Ευάγγελος
Issue Date: 2014
Publisher: Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Γεωπληροφορικής, Σχολή Μηχανικής και Τεχνολογίας, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου
Abstract: In this study we will analyze various theorems concerning the phenomenon of turbulent flow in incompressible fluids in order to deepen our understanding of this particular section of classical physics which still remains unexplained. At first a general reference is made to the issue of turbulent flow in fluids such as certain terminologies that are used in the following chapters. The next step is to note the experimental procedures that were implemented previously to detect and determine the effect of turbulence as the experiments of Taylor, Benard and Reynolds. Through these experiments the first general conclusions concerning the effect of turbulent flow are identified. Then we will analyze the energy cascade in turbulent flow based on publications by Kolmogorov and Richardson, which was a very important piece of knowledge of some general characteristics of the phenomenon. References are also made for DNS (Direct Numerical Simulations) which are vital in the study of turbulent flow since they allow the representation of this phenomenon by the use of computational methods. In greater depth after that, the study concentrates on the linearly forced isotropic turbulence inspired by the publication of Lundgren, where a simplified and easily applicable model of forcing which is linear and stems from the equation of Karman-Howarth was introduced. At the end, various more recent studies which try to use the linearly forced turbulence proposed by Lundgren to export some data, reach some conclusions, and compare them with data from DNS are mentioned. The ultimate goal is to continue the investigation of finding a simplified relationship that describes the phenomenon of isotropic turbulence at a later stage, without the mediation of computational models. The first chapter is a general reference to the turbulent flow and isotropy. In the second chapter there 's a historical separation between recent studies analyzing turbulent flow. In the third chapter various experimental setups are analyzed that contributed significantly to the analysis of turbulent flow. After that, the fourth chapter explains the equation of Navier-Stokes for fluid movement. The fifth chapter contains studies of Kolmogorov and Richardson concerning the escalation of energy in turbulent flow. In the sixth chapter we make a reference to DNS (Direct Numerical Simulations). Then in the seventh chapter we study the linear forcing of isotropic turbulence as discussed by Lundgren and various comparisons of this method in other studies. In the last chapter conclusions about turbulent flow are derived using the above information.
Description: Στην μελέτη αυτή αναλύονται οι θεωρήσεις πίσω από το φαινόμενο της τυρβώδους ροής στα ασυμπίεστα ρευστά με σκοπό την εμβάθυνση στο συγκεκριμένο κομμάτι της κλασσικής φυσικής το οποίο ακόμη και σήμερα παραμένει ανεξήγητο. Αρχικά γίνεται μια γενική αναφορά στο θέμα της τυρβώδους ροής στα ρευστά όπως και κάποιων ορολογιών οι οποίες χρησιμοποιούνται αργότερα στα επόμενα κεφάλαια. Το επόμενο βήμα είναι η σημείωση των πειραματικών διαδικασιών που εκτελέστηκαν παλαιότερα από φυσικούς για τον εντοπισμό και προσδιορισμό του φαινομένου της τύρβης όπως τα πειράματα των Taylor, Benard και Reynolds. Μέσα από τα πειράματα αυτά εξάγονται τα πρώτα γενικά συμπεράσματα που αφορούν το φαινόμενο της τυρβώδους ροής. Στην συνέχεια αναλύεται η κλιμάκωση της ενέργειας στην τυρβώδης ροή με βάση τις δημοσιεύσεις των Kolmogorov και Richardson και που αποτέλεσε ένα πολύ σημαντικό κομμάτι της γνώσης κάποιων γενικών χαρακτηριστικών του φαινομένου. Αναφορά γίνεται και στα DNS(Direct Numerical Simulations) τα οποία είναι ζωτικής σημασίας στην μελέτη της τυρβώδους ροής αφού επιτρέπουν την αναπαράσταση του φαινομένου με την χρήση υπολογιστικών μέσων. Σε μεγαλύτερο βάθος μετά η μελέτη ασχολείται με την γραμμικά εξαναγκασμένη ισοτροπική τύρβη εμπνευσμένη από την δημοσίευση του Lundgren όπου συνέστησε ένα απλουστευμένο και εύκολα εφαρμόσιμο μοντέλο εφαρμογής δύναμης το οποίο είναι γραμμικό και πηγάζει από την εξίσωση των Karman-Howarth. Στο τέλος αναφέρονται διάφορες πιο πρόσφατες μελέτες οι οποίες προσπαθούν να χρησιμοποιήσουνε την γραμμική εξανάγκαση της τύρβης που πρότεινε ο Lundgren για την εξαγωγή κάποιων δεδομένων, και την σύγκριση τους με τα δεδομένα που μέχρι τώρα πέρνουμε μέσω των DNS. Τελικός σκοπός είναι η συνέχιση της έρευνας σε μετέπειτα στάδιο για την εύρεση μιας απλουστευμένης σχέσης που να περιγράφει το φαινόμενο της ισοτροπικής τύρβης χωρίς την μεσολάβηση υπολογιστικών μοντέλων. Στό πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια γενική ανάφορα στην τυρβώδης ροή και την ισοτροπικότητα. Στην συνέχεια στο δεύτερο κεφάλαιο υπάρχει ένας ιστορικός διαχωρισμός στις πρόσφατες μελέτες ανάλυσης της τυρβώδης ροής. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύονται διάφορες πειραματικές διατάξεις που συντέλεσαν σημαντικά στην ανάλυση της τυρβώδους ροής. Μετά στο τέταρτο κεφάλαιο επεξηγείται η εξίσωση των Navier-Stokes για την κίνηση στα ρευστα. Το πέμπτο κεφάλαιο περιέχει τις μελέτες των Kolmogorov και Richardson και αφορούν την κλιμάκωση της ενέργειας μέσα στην τυρβώδης ροή. Στο έκτο κεφάλεο γίνεται αναφορά στα DNS (Direct Numerical Simulations) ή άμεσες αριθμητικές προσομοιώσεις. Ακολούθως στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζεται η γραμμική ενεργειακή τροφοδοσία της ισοτροπικής τύρβης όπως εξετάζεται από τον Lundgren και διάφορες συγκρίσεις της μεθόδου αυτού σε άλλες μελέτες. Στο τελευταίο κεφάλαιο εξάγονται τα συμπεράσματα των πιο πάνω κεφαλαίων για την τυρβώδης ροή.
URI: http://ktisis.cut.ac.cy/handle/10488/3868
http://hdl.handle.net/10488/3868
Rights: Απαγορεύεται η δημοσίευση ή αναπαραγωγή, ηλεκτρονική ή άλλη χωρίς τη γραπτή συγκατάθεση του δημιουργού και κατόχου των πνευματικών δικαιωμάτων.
Type: Bachelors Thesis
Appears in Collections:Πτυχιακές Εργασίες/ Bachelor's Degree Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Περίληψη Γεωργίου Νικόλας.pdf204.13 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record

Page view(s) 50

34
Last Week
1
Last month
2
checked on Nov 24, 2017

Download(s) 20

14
checked on Nov 24, 2017

Google ScholarTM

Check


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.