Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

De dag van vandaag bestaat er nog grote onduidelijkheid over het precieze mechanisme achter vortex breakdown. Verschillende onderzoekers definieerden al enkele parameters die het gedrag van vortex breakdown beïnvloeden. Voorbeelden hiervan zijn o.a. Reynoldsgetal, wervelgetal en de verhouding van het debiet tot de axiale snelheid. Er bestaat reeds enige consensus over wat vortex breakdown definieert, namelijk een overgang van een superkritische naar een subkritische stroming, maar fundamenteel inzicht in de oorzaak ervan werd tot op huidig nog niet vergaart. Er bestaan enkele hypotheses over het fysisch mechanisme dat vortex breakdown teweegbrengt. Eén daarvan is de theorie van hydrodynamische instabiliteiten. Deze theorie stelt dat er onderliggende, coherente structuren aanwezig zijn in de stroming. Deze hebben eerst een verwaarloosbare invloed op het resulterende stromingsveld, maar na verloop van tijd stijgt hun aandeel hierin exponentieel en zijn ze dominant in het resulterende gedrag. Deze masterthesis verkent het fenomeen van axisymmetrische vortex breakdown tijdens en na het kritisch wervelgetal is bereikt. Om meer inzicht hierin te verkrijgen zijn fluïdumsimulaties uitgevoerd in een tweedimensionale axisymmetrische stroming op twee verschillende Reynolds getallen, namelijk 4500 en 10 000. Het doel van dit verschil is het bepalen van de invloed van de grootte van het Reynolds getal op axisymmetrische vortex breakdown voor fluïda met een constante dichtheid. Om de vortex breakdown overzichtelijk te bespreken en resultaten op een duidelijke manier te bekijken is een POD-analyse uitgevoerd op de resultaten. Een POD-analyse kan ook essentiële inzichten geven in eventuele instabiele modes of golven in de vortex breakdown. Alle significante modes van beide Reynolds getallen zijn uitgebreid besproken, de verschillen tussen beide zijn aangeduid en een mogelijke verklaring is geformuleerd. Een cutoff criterium van 99% van de totale energie is gebruikt om deze te bepalen. De vortex breakdown van beide Reynolds getallen stabiliseert nadat transiënt gedrag is gedissipeerd hetgeen duidelijk zichtbaar is in het temporaal gedrag van de significante modes. Een interessante waarneming is dat het kritisch wervelgetal voor beide Reynolds getallen 1.50 is, dit komt ook overeen met het kritisch wervelgetal voor een niet viskeus fluïdum gevonden door M. Vanierschot (2017). Dit betekent dat het kritisch wervelgetal voor een axisymmetrisch fluïdum onafhankelijk is van de viscositeit. Uit de verkregen resultaten bleek dat het dynamisch gedrag van de lagere modes gelijkaardig is voor stromingen met een verschillend Reynoldsgetal. De modes van een lagere orde vertonen dezelfde structuren bij beide Reynoldsgetallen. Deze structuren zijn dus onafhankelijk van het Reynoldsgetal. De lengte van de primaire bubbelvortex die ontstaat in de eerste mode hangt wel af van het Reynoldsgetal. Hoe hoger dit getal is, hoe langer de bubbel is. Ook de invloed van het dynamisch gedrag van de modes van een hogere orde is wel afhankelijk van het Reynoldsgetal. Bij een hoger Reynoldsgetal, hebben meerdere modes een significante invloed op de resulterende stromingsvelden.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Law