Convergence performance of the approximate factorization methods with multi-block implicit boundary conditions at hypersonic speeds
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MELİKŞAH KOCA
Danışman: SİNAN EYİ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışması, farklı akış koşullarında, özellikle hipersonik akış koşullarında ve 2 boyutlu ve 3 boyutlu geometrilerde örtük yaklaşık çarpanlara ayırma yöntemlerinin yakınsama özelliklerini sunmaktadır. Çok bloklu çözüm ağları için blok ara yüzlerindeki kapalı sınır koşullarının etkinliği, farklı yaklaşık çarpanlara ayırma yöntemleri için araştırılmıştır. Standart Değişken Yön Kapalı (ADI) yöntemi, Huang'ın alt adımlama düzeltmesi olan ve olmayan Köşegen Baskın Değişen Yön Kapalı yöntemi (DDADI), CFL3D açık kaynak akış çözücüsünde kullanılan Köşegen Zaman terimleri ile Uzamsal olarak faktöre Alınmış (SFDT) yöntemiyle ve Huang'ın alt adımlama düzeltmesi olan ve olmayan bu çalışma için geliştirilmiş Köşegen Baskın Köşegen Zaman terimleri ile Uzaysal olarak faktöre Alınmış (DDSFDT) yöntem, sıkıştırılabilir Reynolds-ortalamalı Navier-Stokes denklemlerini çözerken sol tarafta üç köşegenli matrisler elde etmek için kullanılmıştır. Sıkıştırma rampası, Sajben Transonic Difüzörü, çift kama, 2 ve 3 boyutlu Apollo Komuta Modülü geometrileri için analizlerin hata geçmişleri ve toplam çalışma süreleri karşılaştırılmıştır. Huang'ın alt iterasyon düzeltme yöntemleri ile DDADI ve DDSFDT, 2 boyutlu basit durumlar için hata geçmişi açısından en iyi yakınsama özelliklerini gösterir. Ancak toplam çalışma süresi SFDT yöntemine göre daha yüksektir. ADI yöntemleri genel olarak en yavaş yakınsama oranlarına sahiptir. 3 boyutlu Apollo Komuta Modülü için SFDT yöntemleri en iyi yaklaşım göstermiş çözümü verir. Köşegen baskın yaklaşık çarpanlara ayırma şemaları için izin verilen maksimum CFL sayıları, blok ara yüzleri üzerindeki kapalı sınır koşulları ile azalmıştır. Ancak, eşit CFL sayılarında yakınsama iyileşmiştir. Kapalı sınır koşulları, Standart ADI yönteminin yakınsama performansını önemli ölçüde iyileştirmiştir, çok bloklu çözüm ağları için izin verilen maksimum CFL sayıları artmıştır. Kapalı sınır koşullarına sahip SFDT yöntemi, çoklu blok çözüm ağı uygulamasının neden olduğu hataları ortadan kaldırmıştır ve 2 boyutlu Apollo Komut Modülü için izin verilen maksimum CFL sayısı artırmıştır. Ancak, diğer durumlarda, çoklu blok çözüm ağı uygulamasının neden olduğu hataların ortadan kaldırılmasına rağmen, izin verilen maksimum CFL sayıları aynı kalmıştır. Yaklaşık çarpanlara ayırma yönteminin köşegen baskınlığının, çok bloklu çözüm ağları blok ara yüzleri için örtük sınır koşulu uygulamasının etkinliğini doğrudan etkilediği gösterilmiştir. Yaklaşık çarpanlara ayırma yöntemlerinin yakınsama özellikleri ile çok bloklu kapalı sınır koşullarının etkinliğinin ilişkili ve duruma bağlı olduğu sonucuna varılmıştır. Dolayısıyla, akış çözücüde farklı çözüm algoritmalarının kullanılması farklı akış/geometriler için gerekmektedir.