Thesis supervisor: Péter Tamás Nagy
Location of studies (in Hungarian): BME Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék Abbreviation of location of studies: HDR
Description of the research topic:
a.) Előzmények:
Áramlási veszteségeket csökkentő eljárásokkal a kutatócsoport több mint 5 éve kezdett el foglalkozni. OTKA pályázat keretében stabilitásvizsgálati módszereket felhasználva fejlesztettünk olyan eljárásokat, amikkel a lamináris-turbulens átmenet késleltethető és így áramvonalas testek esetén a súrlódási ellenállás jelentősen csökkenthető. Az általunk alkalmazott eljárások kétféle módon képesek stabilizálni az áramlást. Egyik esetben az alapáramlás módosításával előzzük meg az instabilitási hullámokat, másik esetben a test felületét módosítjuk úgy, hogy az instabilitási hullámok ne alakuljanak ki. Az eljárások alkalmazhatóságához azonban további körülményeket is figyelembe vevő vizsgálatok szükségesek.
b.) A kutatás célja
A kutatás fő célja a gyakorlatban is alkalmazható a lamináris-turbulens átmenetet késleltető eljárások kifejlesztése, melyek alkalmazásával egy áramvonalas testre ható ellenálláserő jelentősen csökkenthető. Ehhez a hallgatónak a már meglévő nyíltforráskódú programcsomagot kell tovább fejlesztenie, hogy a különböző átmenet késleltető eljárások alkalmazhatóság szempontjából vizsgálhatók legyenek. Az első lépés a test felületének görbületét figyelembe vevő eljárások implementálása. Ennek segítségével optimális felületi és geometriai kialakítások megtalálása. Végül módszerek fejlesztése az erősen zavart folyadékban kialakuló átmenet modellezésére. A kutatásnak köszönhetően egy olyan módszertan és programcsomag jön létre, mellyel az ipar számára konkrét javaslatokat tehetünk az áramlási veszteségek csökkentésére.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
1. év: irodalomkutatás, módszerek, programkód megismerése, gyártási körülményeket figyelembe vevő miniatűr örvénygenerátorok hatásának vizsgálata az átmenetre síklap felett.
2. év: új módszertan implementálása, mellyel görbült felületeken felett történő átmenet modellezhető, a módszertan korábbi eljárások hatásának vizsgálata, publikálása.
3. év a nagy amplitúdójú zavarások kezelésére módszertan fejlesztése és implementálása. Az eredmények publikálása.
4. év Az elért eredmények összefoglalása disszertáció formájában.
d.) A szükséges berendezések
A feladat elméleti jellegéből fakadóan számítógépet és szoftvereket igényel. A számítógépet a tanszék biztosítja. A szoftverek közül Matlab és ANSYS CFX szoftverekhez rendelkezésre állnak. A többi használandó szoftver nyíltforráskódú.
e.) Várható tudományos eredmények
A lamináris-turbulens átmenetet befolyásoló tényezők jobb megértése. További eredmény olyan eljárások létrejötte, melyek segítségével görbült felületek esetén is stabilizálható a határréteg.
f.) Irodalom
PT Nagy, G Paál: On the sensitivity of planar jets, Int J Heat Fluid Flow 62, 114-123, 2016
PT Nagy, G Paál: Modeling the perturbation growth in an acoustically excited plane jet, Phys. Fluids 29 (11), 114102, 2017
PT Nagy, G Paál: Stabilization of the boundary layer by streamwise control, Phys. Fluids 31 (12), 124107, 2019
PT Nagy, A Szabó, G Paál: A feedback model of the edge tone, using the adjoint Orr-Sommerfeld equation, Journal of Fluid Mechanics, 915, A13. 2021
PT Nagy: On the stability of shear flows, PhD diszertáció, 2018
PT Nagy, A Szabó, G Paál: The effect of spanwise and streamwise elastic coating on boundary layer transition. Journal of Fluids and Structures 110, 103521, 2022
PT Nagy Enstrophy change of the Reynolds-Orr solution in channel flow, Phys. Rev. E 105, 035108, 2022
Number of students who can be accepted: 1
Deadline for application: 2022-10-15
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Login
