Моделювання процесів перемішування рідин вихровими структурами в колі

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorГуржій, Олександр Андрійович
dc.contributor.authorКошлатий, Микола Леонідович
dc.date.accessioned2019-03-26T13:13:20Z
dc.date.available2019-03-26T13:13:20Z
dc.date.issued2018-12
dc.description.abstractenStructure and volume of the dissertation The master’s dissertation consists of an introduction, 4 sections, a conclusion, a list of used literature from 40 titles, 2 appendixes and contains 38 figures, 22 tables and 42 formulas. The total size of the master’s dissertation is 107 pages, where the list of used literature takes 4 pages, appendixes - 6 pages. Significance of the topic. Nowadays, high attention is paid to the process of mixing liquids, caused by different streams, in particular the problem of the propagation of oil spills during pollution, distribution of contaminants and waste in reservoirs. At the same time, these questions are being addressed by researchers and engineers in such industries as pharmaceuticals, construction, food industry, and the like. Most acutely to researchers is the question of increasing the effectiveness of the mixing process – the creation of so-called areas of intense mixing. From scientific sources it is known that the most effective mixing can be obtained in systems where there is a chaotic motion of the liquid. Since today there is no universal method for determining the chaotic motion of liquids, the urgency of the problem of designing the identification system of areas with intensive mixing in a liquid with different currents appears. The objective of the topic is to design a software product that will be able to reproduce fluid behavior in a circular plane in which mixing is caused by a vortex system. Also, this system must calculate and construct the criteria by which it will be possible to find areas for intensive fluid mixing. In order to accomplish this task, the following research objectives were formulated, which gave the direction of the study and its structure: - to carry out an analysis of the processes of mixing the liquid with vortex structures in a circular plane and the existing methods of identifying chaotic movements in it; - to carry out the analysis of existing software solutions for the search for areas of chaotic mixing of liquid with vortices in a circular plane; - determine the criteria for determining regions with intensive mixing and the development of an algorithmic model for the simulation of processes in a liquid with a vortex system inside a circular plane; - develop software for simulating fluid flows in a circular plane with a vortex system and the ability to identify regions of intense mixing. The object of the exploration computer information technology simulation of fluid mixing processes. The subject of the exploration is processes of mixing liquid with vortices in a circular plane. Exploration methods. Solution of defined goals was made with usage of next methods: - numerical Runge-Kutta method for solving the Cauchy problem for systems of differential equations; - method for calculating the point vector vortex path on a circular plane based on the Helmholtz theorem. Scientific novelty of the results. The most significant scientific results of the master’s thesis became: - the method of calculating the trajectories of liquid particles in the process of mixing has been improved due to the reduction of the problem to the Cauchy problem with the integral parameters of the previous coordinates and the vortex intensity, which led to a decrease in the computational volumes for the calculation of the following coordinates of the particles; - has further developed the application of technology to search areas of intensive fluid mixing system of vortices.uk
dc.description.abstractruПроектирование программного продукта, сможет моделировать двумерный движение несжимаемой жидкости в круговой плоскости в поле скорости, вызванный системой локализованных вихревых структур. Необходимо исчислять и строить критерии, с помощью которых можно идентифицировать области интенсивного перемешивания в заданном поле скорости теченияuk
dc.description.abstractukСтруктура й обсяг дипломної роботи Магістерська дисертація складається із вступу, 4 розділів, висновку, переліку використаної літератури з 40 найменувань, 2 додатки і містить 38 рисунків, 22 таблиці, 42 формули. Загальний розмір магістерської дисертації становить 107 сторінок, де перелік використаної літератури займає 4 сторінок, додатки – 6 сторінок. Актуальність теми. На сьогоднішній день на процеси перемішування рідин, що спричинені різними течіями звертається особлива увага, зокрема питанням прогнозу розповсюдження нафтових плям під час забруднень, розподілення забруднень і відходів у водоймах. Найбільш гостро перед дослідниками стоїть питання збільшення ефективності процесу перемішування – знаходження так званих областей інтенсивного перемішування, що здатні виникати за повільних рухів суцільного середовища. Аналіз сучасної наукової літератури вказує, що найбільш ефективно перемішування можна отримати в системах, що характеризуються нестійким розвитком із плином часу. У гідродинамічних системах, для яких властива дана нестійкість, часто виникає хаотичний рух рідини. Оскільки на сьогоднішній день не існує універсальної методики визначення хаотичності руху рідин, постає актуальна задача проектування програмного забезпечення для ідентифікації областей з інтенсивним перемішуванням в рідині з різними течіями. Мета дослідження полягає в проектуванні програмного продукту, що матиме змогу моделювати двовимірний рух нестислої рідини у круговій площині в полі швидкості, спричинений системою локалізованих вихрових структур. Необхідно обчислювати та будувати критерії, за допомогою яких можливо ідентифікувати області інтенсивного перемішування у заданому полі швидкості течії. Із метою виконання поставленої задачі було сформульовано наступні завдання дослідження: - виконати аналіз процесів перемішування рідини вихоровими структурами у круговій площині й існуючих критеріїв ідентифікації хаотичних рухів рідини у ній; - виконати аналіз існуючих програмних рішень пошуку областей хаотичного перемішування рідини вихорами у круговій площині; - визначити особливості критеріїв визначення областей з інтенсивним перемішування та розробити алгоритм пошуку областей інтенсивного перемішування рідини системою вихорів всередині кругової площини; - розробити програмне забезпечення для моделювання потоків скалярних полів у рідині всередині кругової площини можливістю ідентифікації областей інтенсивного перемішування. Об’єктом дослідження є комп’ютерні інформаційні технології моделювання процесів перемішування рідини. Предметом дослідження інформаційні технології перемішування рідини системою локалізованих вихрових структур у круговій площині. Методи дослідження. Розв’язання поставлених задач виконувалося за допомогою наступних методів: - чисельний метод Рунге-Кутта для розв’язання задачі Коші для систем диференційних рівнянь; - метод реалізації побудови перетину Пуанкаре у фазовому просторі для рідкої частинки всередині кругової порожнини у полі швидкості системи точкових вихорів. Наукова новизна одержаних результатів. Найсуттєвішими науковими результатами магістерської дисертації стало: - удосконалено спосіб визначення інтенсивних режимів перемішування рідини в процесі перемішування двовимірними течіями нестислої рідини за рахунок комплексного аналізу критеріїв для ідентифікації областей хаотичного руху рідких частинок, що призвело до збільшення ефективності ідентифікації областей інтенсивного перемішування і їхньої локалізації у розглянутій течії; - набуло подальшого розвитку застосування технології пошуку областей інтенсивного перемішування рідини системою вихорів у внутрішніх течіях. Практичне значення одержаних результатів роботи полягає в розробленому програмному застосунку, що дозволяє дослідити наявність областей інтенсивного перемішування рідини у внутрішніх течіях.uk
dc.format.page106 с.uk
dc.identifier.citationКошлатий, М. С. Моделювання процесів перемішування рідин вихровими структурами в колі : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Кошлатий Микола Леонідович. – Київ, 2018. – 106 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/26907
dc.language.isoukuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectмоделювання перемішування рідиниuk
dc.subjectінтенсивне перемішуванняuk
dc.subjectвихорова динамікаuk
dc.subjectmodeling of liquid membranesuk
dc.subjectintensive mixturesuk
dc.subjectvortex dynamicsuk
dc.subject.udc532.526uk
dc.titleМоделювання процесів перемішування рідин вихровими структурами в коліuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Koshlatyi_magistr.pdf
Розмір:
9.33 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (АПЕПС)
Магістерські роботи