Please use this identifier to cite or link to this item:
Title: Numerical study of aerodynamic flow in planar plasma actuator
Other Titles: Υπολογιστική μελέτη αεροδυναμικής ροής σε επίπεδο ενεργοποιητή πλάσματος
Authors: Σταματίου-Κώνστας, Σταμάτης
Keywords: DBD plasma actuator
Flow control
Keywords (translated): Ενεργοποιητής πλάσματος τύπου DBD
Έλεγχος ροής
Abstract: The target of this thesis is the simulation of the aerodynamic flow, of a plasma actuator using a compressible and an incompressible solver, and the comparison of their results, for various mean charge densities. Firstly, a definition of a plasma actuator is given, its main principles are explained, and a comparison with other flow control devices is made. The basic plasma actuator types are analyzed. The problem is divided into the numerical study of the plasma and the numerical study of the fluid. The mathematical expressions are given and the coupling of the plasma with the fluid is explained. The numerical approach of the problem is analyzed describing the geometry of the actuator and the boundary conditions that were used. Moreover, the algorithms for solving both the electrostatic and the fluid dynamic equations were discussed, for both the compressible and incompressible case. Finally, after conducting a grid convergence study, the results of the two solvers, for all the values of the mean electric charge density that were examined, are presented. From the results, it is concluded that the incompressible solver introduces additional vortices, in relation to the compressible solver and reality, which phenomenon increases with the increase of mean charge density. That is why for high mean charge densities and when the flow field away of the actuator is of interest, the compressible solver is suggested to be used.
Abstract (translated): Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η μοντελοποίηση της αεροδυναμικής ροής ενός ενεργοποιητή πλάσματος με συμπιεστό και ασυμπίεστο λύτη και η σύγκριση των αποτελεσμάτων τους για διάφορες μέσες πυκνότητες ηλεκτρικού φορτίου . Αρχικά ορίζεται τι είναι ο ενεργοποιητής πλάσματος, πως λειτουργεί, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα χρήσης του σε σχέση με άλλες συσκευές ελέγχου ροής. Οι βασικοί τύποι ενεργοποιητών πλάσματος αναλύονται. Το πρόβλημα χωρίζεται στην αριθμητική μελέτη του πλάσματος και την αριθμητική μελέτη του ρευστού. Επιπλέον εξηγούνται οι μαθηματικές εκφράσεις που χρησιμοποιούνται στην παρούσα εργασία, καθώς και ο τρόπος σύζευξης του πλάσματος με το ρευστό. Η αριθμητική προσέγγιση του προβλήματος δίνεται, παραθέτοντας την περιγραφή της γεωμετρίας, των συνοριακών συνθηκών, των αλγόριθμων που χρησιμοποιούνται και αιτιολογείται η επιλογή των διαστάσεων του αριθμητικού πλέγματος. Τέλος παρουσιάζονται τα αποτελέσματα για τους δυο λύτες με τέσσερεις διαφορετικές τιμές μέσης πυκνότητας του ηλεκτρικού φορτίου. Από τα αποτελέσματα συμπεραίνεται ότι ο ασυμπίεστος λύτης εισάγει επιπλέον στροβίλους σε σχέση με τον συμπιεστό και την πραγματικότητα, φαινόμενο το οποίο αυξάνεται όσο αυξάνεται η μέση πυκνότητα του ηλεκτρικού φορτίου. Συνεπώς σε για μεγάλες πυκνότητες φορτίων και όταν μας ενδιαφέρει η ροή μακριά από τον ενεργοποιητή προτείνεται η χρήση του συμπιεστού λύτη.
Appears in Collections:Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Diploma-thesis_Stamatis_Stamatiou-Konstas.pdf3.34 MBAdobe PDFView/Open

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.