Thesisvoorstellen Stromingsmechanica 2005-2006

1. Thesisvoorstellen Stromingsmechanica 2005-2006 Zie ook op het web: stro.vub.ac.be

2. Studie van aërosol stromingen in de bovenste luchtwegen Promotor : C. Lacor, Begeleiders : S. Tovinakere, M. Brouns, S. Verbanck (AZ Jette) • Doel: betere kennis van de verspreiding van aërosols in de luchtwegen voor verbeterde therapie • Hoe: numerieke en experimentele studie van de stroming in de mondholte en luchtpijp tot de 1ste bifurcatie • Numeriek werk: simulatie stroming lucht+aërosol op realistische geometrieën (CT-scan gebaseerd) • Experimenteel werk: PIV metingen

3. Verkeersopstoppingen oplossen aan de hand van CFD modellen? Promotor : C. Lacor; Begeleider : C. Lacor, N. • Groeiend aantal wagens op onze wegen • nood aan performante simulatiemodellen voor de verkeersSTROMING (traffic flow) • files (traffic jams) en ‘harmonica’ effect voorspellen, reistijden en emissies reduceren. • Macroscopische verkeersmodellen : sterk gelijkend op stromingsvergelijkingen maar eendimensionaal • Vorig eindwerk: 1 vergelijking model en initiëren 2 vergelijking model • Hier: verdere uitbreiding van het 2 vgl. model en nieuwe toepassingen zoals invoeglanen en meerdere rijvakken

4. Toepassing van niet-deterministische methodes op stromingen Promotor : C. Lacor; Begeleider : Ch. Vandenhaute (ov), C. Lacor • Klassieke aanpak in simulatie van stromingen: • Fysische gegevens zijn gekend en vast; bijv. viscositeit • Randvoorwaarden exact gekend; bijv. stroming aan inlaat, • Maar: in werkelijkheid is geen van deze gegevens vast • Bijv. kleine afwijkingen op viscositeit; inlaatstroming fluctueert enz. • Door niet-lineariteit kunnen kleine afwijkingen grote gevolgen hebben, bijv. turbulentie • In niet-deterministische methodes houdt men rekening met deze afwijkingen • Bijv. Perturbatie technieken, fuzzy logic, Monte Carlo • Hier: Polynomial Chaos methode • Toepassingen: • Eenvoudig ééndimensionaal (1D) geval, bijv. straalpijp • 2D stroming bijv. cilinder

5. Studie van niet-voorgemengde verbranding Promotor : C. Lacor; Begeleider : T. Broeckhoven • Niet-voorgemengde verbranding bijv. Industriële branders, Diesel motoren • Numeriek onderzoek spitst zich toe op: • Chemische verbrandingsmodellen (samenwerking Univ. La Plata, Argentinië en TU Darmstadt) • Nauwkeurige schema’s en randvoorwaarden • Testgevallen: vereenvoudigde brander geometrieën (piloted flame, bluff body flame) • Vooreerst RANS en LES indien de tijd het toelaat

6. Gebruik van ‘artificially thickened flame’ model voor simulatie van voorgemengde verbranding Promotor : C. Lacor; Begeleider : T. Broeckhoven • Voorgemengde verbranding bijv. gasturbines • Probleem: zeer kleine vlamdikte • Oplossing: artificial thickened flame • Deze techniek wordt momenteel ingevoerd in samenwerking met TU Darmstadt • Testgevallen: vereenvoudigde branders (bluff body, ORACLES brander) • Vooreerst RANS simulaties • Indien de tijd het toelaat ook LES ORACLES burner (One Rig for Accurate Comparisons with Large Eddy Simulations)

7. Discontinue Galerkin Methodes voor stromingsproblemen Promotor : C. Lacor; Begeleider : S. Smirnov • Nauwkeurige schema’s zijn onontbeerlijk in problemen zoals: • Aëroakoestiek en Turbulentie • De Discontinue Galerkin methode is hiervoor bijzonder geschikt • Bestaat al geruime tijd maar slechts recent toegepast op stromingsproblemen • Is een verfijning van de Eindige Volume methode • vrij eenvoudig in de programma’s vd vakgroep te implementeren • Testen op basis testgevallen en vergelijk met analytische oplossing en oplossing met andere schema’s • Ronddraaiend signaal • Euler stroming met wervel • Laminaire stroming vlakke plaat (Blasius)

8. Simulatie van geluid met gelinearizeerde methodes Promotor : C. Lacor; Begeleider : G. Ghorbaniasl, K. Van den Abeele (ov) • Doel: aëro-akoestisch geluid geproduceerd door stromingen simuleren • Hoe: • Detectie van de geluidsbronnen (bijv. dmv LES) • Propagatie van het geluid dmv vereenvoudigde methodes , bijv. gelinearizeerde Euler • Hier: focus op propagatie dmv gelinearizeerde Euler • Testgevallen: • 1D en 2D ‘benchmark’ problemen met analytische oplossing • meer realistische gevallen: vereenvoudigde knalpot en/of fan

9. Studie van sedimentatieproblemen in rivieren Promotor : C. Lacor; Begeleiders : P. Wydera, S. Smirnov • Sedimentatie in rivieren en havengeulen • Belangrijk probleem want grote economische kost (baggerwerken) • Studie ahv stromingsvergelijkingen + bijkomende vgl. voor de concentratie van het sediment • Simulaties met programma voor onsamendrukbare stromingen • Testgeval o.a. rivier met onregelmatige bodem • Vergelijk met beschikbare resultaten van programma voor samendrukbare stromingen • Nauwkeurigheid • efficiëntie

10. Ontwikkeling van methodes voor de visualizatie van scenario’s in crisis situaties Promotor : C. Lacor; Begeleider : D. Vucinic • Tools ontwikkelen voor visualizatie van bijv. verspreiding giftig gas, terroristische aanslag luchthaven, Heysel drama,… • Doel: uit beschikbare info (camera’s, politie, hulpdiensten) relevante uithalen en visualizeren voor overzicht situatie en juiste beslissingen • Tools: X3D formaat, Java 3D • Kadert in LASCOT Europees project, en vermoedelijke opvolger SERKET (veiligheid op luchthavens)