Validacija modela turbulencije na primjerima strujanja na aeroprofilima i krilima s prijelazom iz laminarnog u turbulentni režim

undergraduate thesis

• Title (english): Validation of turbulence models on airfoils and wings with laminar to turbulent transition
• Author: Fran Delić
• Mentor: Hrvoje Jasak (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2017-03-01, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

Tema ovog rada je validacija tranzicijskog modela turbulencije numeričkom simulacijom i usporedbom s poznatim eksperimentalnim rezultatima. Za razliku od standardnih modela turbulencije, tranzicijski modeli su u stanju predvidjeti prijelaz iz laminarnog u turbulentni režim strujanja. Opisat će se priroda laminarnog, turbulentnog i prijelaznog strujanja i matematički izrazi koji u potpunosti opisuju strujanje fluida. U svrhu pojednostavljenja jednadžbi, uvest će se pretpostavke i modeli turbulencije. Za potrebe numeričke simulacije metodom kontrolnih volumena objasnit će se diskretizacija prostora, numeričke sheme i rubni uvjeti. Kao tranzicijski model odabran je kkL − ω model turbulencije. Rezultati novog tranzicijskog modela također će se uspoređivati s k − ω SST modelom turbulencije, poznatim i dobro istraženim modelom. Budući da je određivanje tranzicije od velike važnosti u zrakoplovstvu, točnost simulacije će se provjeravati na profilu i krilu zrakoplova. Istražit će se i utjecaj tranzicije na lokalna svojstva strujanja i globalnu procjenu sile uzgona i otpora. Numerički proračuni će se raditi u programskom paketu foam-extend te će se u sklopu rada u njega implementirati kkL − ω model turbulencije.

Abstract (english)

The subject of this final thesis will be the validation a transitional turbulence model by comparing the results of a numerical simulation with known experimental results. In contrast to standard turbulence models, transitional models are capable od predictiong laminar to turbulent transition. Firstly, we will describe the nature of laminar, turbulent and transitional flow as well as the mathematical expressions used to fully describe fluid flow. In order to simplify the expressions, we will describe the assumptions and turbulence models to be used. Numerical simulations will be based on the finite volume method, so the domain discretization, numerical schemes and boudary conditions used will be explained in detail. The transitional model used in this paper will be the kkL − ω. The results will also be compared to the well known and investigated k − ω SST turbulence model. Considering the importance of laminar to turbulent transition in aviation, the validation will be made on an aircraft airfoil and wing. The influence of transition on lift and drag coefficients, as well as the local flow properties, will be investigated. Numerical simulations will be done in foam-extend in which the kkL − ω turbulence model will be implemented.

• Keywords: CFD; RANS; foam-extend; tranzicijsko strujanje; kkL-omega; k-omega SST
• Keywords (english): CFD; RANS; foam-extend; laminar-turbulent transition; kkL-omega; k-omega SST
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:672208
• Study programme: Title: Aeronautical Studies; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka zrakoplovnog inženjerstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka zrakoplovnog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2019-05-22 18:59:27