Advanced study for the numerical resolution of the Navier-Stokes equations. Applications to the industrial and aerodynamic fields: Case MD2

El treball consisteix en el desenvolupament de codis en C++ per a la resolució de les equacions multidimensionals de Navier-Stokes, el que es coneix com a CFD (“Computational Fluid Dynamics”). A través de l’ús de mètodes numèrics, concretament de tècniques de volums finits i “solvers” d’equacions li...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Muncunill i Cardellach, Marc
Tipo de recurso: tesis de maestría
Fecha de publicación:2023
País:España
Institución:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositorio:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:catalán
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/384428
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2117/384428
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Navier-Stokes equations
Computational fluid dynamics
Equacions de Navier-Stokes
Dinàmica de fluids computacional
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica::Mecànica de fluids
id ES_cb9e9dbe2db7a5b21788052291caf817
oai_identifier_str oai:upcommons.upc.edu:2117/384428
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
spelling Advanced study for the numerical resolution of the Navier-Stokes equations. Applications to the industrial and aerodynamic fields: Case MD2Muncunill i Cardellach, MarcNavier-Stokes equationsComputational fluid dynamicsEquacions de Navier-StokesDinàmica de fluids computacionalÀrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica::Mecànica de fluidsEl treball consisteix en el desenvolupament de codis en C++ per a la resolució de les equacions multidimensionals de Navier-Stokes, el que es coneix com a CFD (“Computational Fluid Dynamics”). A través de l’ús de mètodes numèrics, concretament de tècniques de volums finits i “solvers” d’equacions lineals, s’han obtingut els resultats per a una sèrie de casos d’estudi: Smith-Hutton, Lid Driven Cavity i Differentially Heated Cavity. Finalment, s’ha desenvolupat un cas propi que tracta sobre la propagació del fum originat en un incendi a l’interior d’un túnel. Al llarg del treball es desenvolupen les diferents equacions que s’utilitzaran en cada cas i es profunditza en cada un dels termes que les componen. Per altra banda, es mostra el procés de discretització temporal i espacial per a cada una de les equacions. En tots els casos estudiats, que disposen de solucions analítiques o de referència, es comparen els resultats obtinguts amb els de referència i es comprova que el codi desenvolupat té com a resultat uns valors molt pròxims als teòrics. El primer cas (Smith-Hutton) que es resol tracta sobre el transport d’una propietat en un fluid i, per resoldre’l, es fa ús de l’equació de la convecció-difusió. En aquest cas es parla tant de la resolució de l’equació com dels diferents esquemes convectius que es poden utilitzar. En el segon i el tercer cas es resolen les equacions de Navier-Stokes utilitzant el “Fractional Step Method”. En el segon cas (Lid Driven Cavity) s’analitza l’efecte que té una velocitat externa sobre un fluid que es troba contingut en un espai delimitat. En el tercer cas (Differentially Heated Cavity) s’analitza la convecció lliure a través de l’aproximació de Boussinesq i com aquesta modelitza els corrents que s’indueixen a causa dels canvis de temperatura en el fluid. En l‘últim cas s’introdueix el món de la turbulència i s’analitza com es propaga el fum en l’interior d’un recinte tancat. En aquest cas, s’analitza el model de Smagorinsky, un model de turbulència del tipus “Large Eddy Simulations”. Com que el codi desenvolupat no ha proporcionat resultats satisfactoris, s’ha fet una primera aproximació a través d’imposar un camp de velocitats conegudes i s’ha resolt l’equació de la convecció-difusió en 3D. Finalment, s’ha calculat l’impacte ambiental i el cost associat al desenvolupament del treball a través d’un pressupostUniversitat Politècnica de CatalunyaPérez Segarra, Carlos DavidOliva Llena, AsensioVera i Fernández, Jordi20232023-02-0620232023-03-01master thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccNAhttp://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43info:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/384428reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)Cataláncatopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:upcommons.upc.edu:2117/3844282026-05-27T15:37:01Z
dc.title.none.fl_str_mv Advanced study for the numerical resolution of the Navier-Stokes equations. Applications to the industrial and aerodynamic fields: Case MD2
title Advanced study for the numerical resolution of the Navier-Stokes equations. Applications to the industrial and aerodynamic fields: Case MD2
spellingShingle Advanced study for the numerical resolution of the Navier-Stokes equations. Applications to the industrial and aerodynamic fields: Case MD2
Muncunill i Cardellach, Marc
Navier-Stokes equations
Computational fluid dynamics
Equacions de Navier-Stokes
Dinàmica de fluids computacional
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica::Mecànica de fluids
title_short Advanced study for the numerical resolution of the Navier-Stokes equations. Applications to the industrial and aerodynamic fields: Case MD2
title_full Advanced study for the numerical resolution of the Navier-Stokes equations. Applications to the industrial and aerodynamic fields: Case MD2
title_fullStr Advanced study for the numerical resolution of the Navier-Stokes equations. Applications to the industrial and aerodynamic fields: Case MD2
title_full_unstemmed Advanced study for the numerical resolution of the Navier-Stokes equations. Applications to the industrial and aerodynamic fields: Case MD2
title_sort Advanced study for the numerical resolution of the Navier-Stokes equations. Applications to the industrial and aerodynamic fields: Case MD2
dc.creator.none.fl_str_mv Muncunill i Cardellach, Marc
author Muncunill i Cardellach, Marc
author_facet Muncunill i Cardellach, Marc
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Pérez Segarra, Carlos David
Oliva Llena, Asensio
Vera i Fernández, Jordi
dc.subject.none.fl_str_mv Navier-Stokes equations
Computational fluid dynamics
Equacions de Navier-Stokes
Dinàmica de fluids computacional
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica::Mecànica de fluids
topic Navier-Stokes equations
Computational fluid dynamics
Equacions de Navier-Stokes
Dinàmica de fluids computacional
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica::Mecànica de fluids
description El treball consisteix en el desenvolupament de codis en C++ per a la resolució de les equacions multidimensionals de Navier-Stokes, el que es coneix com a CFD (“Computational Fluid Dynamics”). A través de l’ús de mètodes numèrics, concretament de tècniques de volums finits i “solvers” d’equacions lineals, s’han obtingut els resultats per a una sèrie de casos d’estudi: Smith-Hutton, Lid Driven Cavity i Differentially Heated Cavity. Finalment, s’ha desenvolupat un cas propi que tracta sobre la propagació del fum originat en un incendi a l’interior d’un túnel. Al llarg del treball es desenvolupen les diferents equacions que s’utilitzaran en cada cas i es profunditza en cada un dels termes que les componen. Per altra banda, es mostra el procés de discretització temporal i espacial per a cada una de les equacions. En tots els casos estudiats, que disposen de solucions analítiques o de referència, es comparen els resultats obtinguts amb els de referència i es comprova que el codi desenvolupat té com a resultat uns valors molt pròxims als teòrics. El primer cas (Smith-Hutton) que es resol tracta sobre el transport d’una propietat en un fluid i, per resoldre’l, es fa ús de l’equació de la convecció-difusió. En aquest cas es parla tant de la resolució de l’equació com dels diferents esquemes convectius que es poden utilitzar. En el segon i el tercer cas es resolen les equacions de Navier-Stokes utilitzant el “Fractional Step Method”. En el segon cas (Lid Driven Cavity) s’analitza l’efecte que té una velocitat externa sobre un fluid que es troba contingut en un espai delimitat. En el tercer cas (Differentially Heated Cavity) s’analitza la convecció lliure a través de l’aproximació de Boussinesq i com aquesta modelitza els corrents que s’indueixen a causa dels canvis de temperatura en el fluid. En l‘últim cas s’introdueix el món de la turbulència i s’analitza com es propaga el fum en l’interior d’un recinte tancat. En aquest cas, s’analitza el model de Smagorinsky, un model de turbulència del tipus “Large Eddy Simulations”. Com que el codi desenvolupat no ha proporcionat resultats satisfactoris, s’ha fet una primera aproximació a través d’imposar un camp de velocitats conegudes i s’ha resolt l’equació de la convecció-difusió en 3D. Finalment, s’ha calculat l’impacte ambiental i el cost associat al desenvolupament del treball a través d’un pressupost
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023
2023-02-06
2023
2023-03-01
dc.type.none.fl_str_mv master thesis
http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
NA
http://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2117/384428
url https://hdl.handle.net/2117/384428
dc.language.none.fl_str_mv Catalán
cat
language_invalid_str_mv Catalán
language cat
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
instname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
instname_str Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
reponame_str UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
collection UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869419603876118528
score 15,300719

Similares en LA Referencia