Interaction Analysis of Simple form Objects with Fluid and Control Optimization
Promocijas darbs
Shravan Koundinya Vutukuru, Rīgas Tehniskā universitāte, Latvija
https://orcid.org/0000-0002-3663-2304
Šķidruma plūsmas un ķermeņa un šķidruma mijiedarbības pētījumiem ir sena vēsture, taču interesanti ir tas, ka joprojām nav izpētītas nestacionāras ķermeņa kustības un nestacionāras šķidruma mijiedarbības parādības. Risinājums ir ļoti sarežģīts, jo pastāv milzīga vienādojumu sistēma, kas sastāv no visiem telpiskā uzdevuma elementiem, kas ir savienoti kopā starp visiem telpas un laika posmiem. Turklāt, apsverot telpiskos aspektus parciālo diferenciālo vienādojumu sistēmas risināšanai, virkne sarežģījumu rodas no risinājuma metodes veida (galīgas starpības, galīgi tilpumi, galīgi elementi) un arī no mezglu veidošanas metodēm (kustīgas, strukturētas vai nestrukturētas). Lai gan ir pieejami mūsdienīgi komerciāli šķidruma un struktūras mijiedarbības modeļi, tie aprobežojas ar vienkāršiem ķermeņiem un prasa biežas tīkla maiņas metodes, kas ir laikietilpīgas un dārgas skaitļošanas procesos.
Promocijas darbā īpaši pievērsta uzmanība tikai cieta ķermeņa un šķidruma (gaisa) mijiedarbībai, un netiek ievērota plūsmas blīvuma deformācija vai plūsmas atdalīšanās parādība. Tā vietā tiek piedāvāta alternatīva aptuvena pieeja mijiedarbības fenomena aprakstam un tā priekšrocību pētīšanai. Tuvinātās teorijas pamatideja promocijas darbā ir tāda, ka, lai būtu vienkāršota pieeja analīzei, tiek izmantots prizmas formas vienkāršots ķermeņa matemātiskais modelis, ignorējot šķidruma (gaisa) viskozitāti. Tāpēc šī ir aptuvena teorija nestacionāru ķermeņa un šķidruma kustību mijiedarbības fenomenam. Šim nolūkam tiek izmantotas līdzīgas stacionāras nekustīgas ķermeņa un šķidruma mijiedarbības, kas veiktas ar programmas ANSYS aprēķiniem (2D telpā un 3D telpā), kur stacionārs RANS vienādojums tiek atrisināts ar turbulences modeļa palīdzību. Darbā apspriestā koncepcija piedāvā alternatīvu pieeju “telpa-laiks” programmēšanas metodēm. Tā palīdzēs atrisināt tehnoloģiskos uzdevumus attiecībā uz vienkāršas formas objektu optimizāciju un sintēzi, kam nepieciešami milzīgi skaitļošanas apjomi. Piemēram, tiek pētīta jauna zinātnes iespēja attiecībā uz autonomiem robotiem (zem ūdens esoša robotzivs ar vienu un diviem astes izpildmehānismiem), kur tiek piedāvāta iebūvēta spēka bloka tehnika (enerģijas ieguve no apkārtējās vides), kas tiek analizēta, pamatojoties tikai uz plūstoša šķidruma un kustīga ķermeņa mijiedarbības parādību.
Eksperimenti vienkāršas formas objektiem tika veikti ARMFIELD vēja tunelī, kas ir pieejams Rīgas Tehniskajā universitātē, piemēram, ar nemainīgu ātrumu 10 m/s, kas tika validēti ar datorprogrammu ANSYS 3D telpā.
Visas jaunākās izstrādātās metodes, to priekšrocības un nozīmīgums saistībā ar šķidruma struktūras mijiedarbību ir apkopoti literatūras pārskata sadaļā, izmantojot dažādas internetā pieejamās datubāzes.
Papildus informācija
Aizstāvēšanas datums | 17.09.2021. |
---|---|
Formāts | |
Lappušu skaits | 112 |
Publicēts tiešsaistē | |
Izdevējs | RTU Izdevniecība |
Publicēšanas valsts | Latvija |
Valoda |
You must be logged in to post a review.
Atsauksmes
Vēl nav nevienas atsauksmes.