Interaction Analysis of Simple Form Objects with Fluid and Control Optimization
2021
Shravan Koundinya Vutukuru

Aizstāvēšana
17.09.2021. 14:30, Rīgā, Ķīpsalas ielā 6B, 521. auditorijā

Zinātniskais vadītājs
Igors Tipāns, Jānis Vība

Recenzenti
Marina Čerpinska, Alģimantas Bubulis, Kronbergs Ēriks

Šķidruma plūsmas un ķermeņa - 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 tāpēc, ka pastāv milzīga vienādojumu sistēma, kas sastāv no visiem telpiskā uzdevuma elementiem, kuri 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. Dotajā darbā īpaši tiek pievērsta uzmanība tikai cieta ķermeņa un šķidruma (gaisa) mijiedarbībai. Šeit netiek ievērota plūsmas blīvuma deformācija vai plūsmas atdalīšanās parādība. Tai vietā tiek piedāvāta alternatīva aptuvena pieeja mijiedarbības fenomena aprakstam un tā priekšrocību pētīšanai. Tuvinātās teorijas pamatideja pašreizējā 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. Tam 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. Tā, 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 kustīgā šķidruma un kustīgā 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.


Atslēgas vārdi
ANSYS software, body-fluid interaction

Vutukuru, Shravan Koundinya. Interaction Analysis of Simple Form Objects with Fluid and Control Optimization. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2021. 112 lpp.

Publikācijas valoda
English (en)
RTU Zinātniskā bibliotēka.
E-pasts: uzzinas@rtu.lv; Tālr: +371 28399196