Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Controlling the Laminar-to-Turbulent Transition in a Fluid Flow
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Mechanics.
2015 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Det finns många vardagliga anordningar där en fluid interagerar med en yta. Reduktion av ytfriktion mellan fluiden och ytan kan förbättra verkningsgraden för många av dessa anordningar. Ett typiskt exempel på denna interaktion är flödet över en platt yta. För dessa flöden kan ytfriktionen minskas genom en fördröjning av övergången från ett laminärt till ett turbulent gränsskikt. Under de senaste decennierna har många olika aktiva och passiva tekniker utvecklats för detta. Studier kräver dock ofta dyra numeriska simuleringar. I detta arbete utvecklas en modell, baserad på Kuramoto-Sivashinskys ekvation, för att efterlikna beteendet hos Tollmien-Schlichtingvågor i ett gränsskikt. Beräkningskostnaden för simuleringar med denna modell kan uppskattas vara fyra storleksordningar lägre än för motsvarande simulering baserad på Navier-Stokes ekvationer i tre dimensioner. Med denna modell implementeras en regulator som använder sig av den adaptiva algoritmen "filtered-X least-mean square''. Störningar mäts med en rad av sensorer, placerade vinkelrätt mot flödet, och reduceras med en rad av aktuatorer, nedströms. Minimering av insignalen från en andra rad av sensorer fungerar som ett mål i regleringen. 

Abstract [en]

In many everyday applications, a fluid interacts with a surface. Reduction of skin friction between the fluid and the surface may improve efficiency of many of these applications. A typical example of this interaction is the flow over a flat plate. In this type of flows, skin friction can be reduced by delaying the laminar-to-turbulent transition of the boundary layer. During the last decades, many different active and passive techniques have been developed for this. However, studies often require expensive numerical simulations. In this work, a model based on the Kuramoto-Sivashinsky equation is developed to mimic the behavior of Tollmien-Schlichting waves in a boundary layer flow. The computational cost to run simulations with this model can be estimated to be four orders of magnitude lower than a corresponding simulation built on the three-dimensional Navier-Stokes equations. Using this model, a controller is applied, employing the adaptive filtered-X least-mean square algorithm. Perturbations are registered with a row of sensors in the span-wise direction and are attenuated with a row of actuators, downstream. The minimization of the input of a second row of sensors serves as a goal in the regulation.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 20 p.
National Category
Physical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-166855OAI: oai:DiVA.org:kth-166855DiVA: diva2:812781
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-05-20 Created: 2015-05-20 Last updated: 2015-05-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2852 kB)175 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2852 kBChecksum SHA-512
b0c058dbd52644222e0d5598f41fb242f203b2c432d52d2614190dd2b8280928fd8c68ea3c371a32e3cf114bcdabb4b12f6a26127fadde2549ab482a87d4086a
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Mechanics
Physical Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 175 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 601 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf