haku: @keyword computational fluid dynamics / yhteensä: 14
viite: 9 / 14
Tekijä:Kuitunen, Mikko
Työn nimi:Continuum modelling of liquid polymer in bounded domains
Nestemäisen polymeerin kontinuumimallinnus rajatuissa laskentatilavuuksissa
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2006
Sivut:71      Kieli:   eng
Koulu/Laitos/Osasto:Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto
Oppiaine:Fysiikka (laskennallinen fysiikka)   (Tfy-105)
Valvoja:Nieminen, Risto
Ohjaaja:Salo, Petri
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa.

Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/

Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.

Kirjautuminen asiakaskoneille

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark TF80     | Arkisto
Avainsanat:finite element method
level-set method
computational fluid dynamics
elementtimenetelmä
level-set menetelmä
virtauslaskenta
Tiivistelmä (fin): Työssä perehdytään polymeerijuosteen virtauslaskentaan laskentatilavuuksissa joissa on läsnä useampaa kuin yhtä nestetyyppiä.
Alkuperäisenä motivaattorina työssä oli tutkia mahdollisuuksia polymeerijuosteen laskennalliseen tarkasteluun ruiskuvaluprosessin aikana.
Työ liittyy TEKES:in Hypris -projektiin jossa tutkitaan teoreettisesti ja käytännönläheisesti useammasta materiaalista koostuvien hybridikappaleiden tuottamista ruiskuvaluprosessia.
Tällaisessa kappaleessa tärkein eri materiaaleja yhdistävä voima olisi adheesio, jonka voimakkuuteen vaikuttavat niin atomitason kuin makroskooppisen skaalan ilmiötkin.
Ilmiöllä tarkoitetaan yleisesti kahden aineen kiinnittymistä toisiinsa.
Adheesioon vaikuttavat paitsi pintojen mahdolliset kemialliset liitokset, myös aineiden rakenteeseen ja pintaenergioihin liittyvät prosessit.
Adheesion tyydyttävä laskennallinen tarkastelu vaatisi todennäköisesti perehtymistä niin atomiskaalan kuin makroskooppisten pituusskaalojen ilmiöihin.

Kontinuumitason mallinnus mahdollistaisi fysikaalisten parametrien kuten paineen ja virtauskentän tarkastelua tilanteissa joissa näiden parametrien mittaaminen on mahdotonta.
Lisäksi mikrotason malleista laskettavia arvoja voisi sijoittaa kontinuumiskaalan mallin materiaaliparametreiksi ja reunaehdoiksi ja näin tutkia kvanttitason oletuksista koostetun materiaalin fysikaalista käyttäytymistä makroskooppisessa skaalassa.

Polymeerijuoste on viskositeetiltaan ei-Newtonilaista ja mekaanisilta ominaisuuksiltaan viskoelastista.
Tällaisen materiaalin kontinuumitason mekaanisten yhtälöiden ratkaisu tyydyttävästi on haastavaa.
Polymeerijuosteen virtausta voidaan kuitenkin tietyillä oletuksilla käsitellä tavallisen viskoosin kokoonpuristumattoman nesteen virtauksena.
Mikäli virtauksen Reynoldsin-luku ei ole liian suuri (eli virtaus on tarpeeksi rauhallinen) ja virtaustilavuus ei ole liian monimutkainen antaa tällainen tarkastelu ainakin kvalitatiivisesti oikeita tuloksia.

Virtausyhtälöiden ratkaisu käytännössä vaatii jonkin numeerisen menetelmän käyttöä.
Lisäksi virtauksessa, jossa on läsnä useampaa materiaalia, kuten polymeerijuostetta ja ilmaa, vaaditaan jokin menetelmä aineiden välisen rajapinnan sijainnin määrittämiseksi ja sen dynamiikan huomioon ottamiseksi.
Tähän voidaan käyttää esimerkiksi niin sanottua level-set -menetelmää.

Tässä työssä perehdytään virtausmekaniikkaan sekä rajapinnanseurausmenetelmiin jotka mahdollistavat useamman kuin yhden nestetyypin virtauksen laskennallisen käsittelyn.
Lisäksi suoritetaan koelasku polymeerin ja ilman virtaukselle kaksiulotteisessa geometriassa käyttäen elementtimenetelmään pohjautuvaa virtausratkaisijaa ja level-set -menetelmää.
ED:2007-01-19
INSSI tietueen numero: 32902
+ lisää koriin
INSSI