Show simple item record

Numerical study of rarefied gas flows in micro propulsion nozzles using the stochastic DSMC method

dc.contributor.advisorSarris, Ioannis
dc.contributor.authorΛιτοβολή, Φωτεινή
dc.date.accessioned2024-04-24T08:16:04Z
dc.date.available2024-04-24T08:16:04Z
dc.date.issued2024-03-22
dc.identifier.urihttps://polynoe.lib.uniwa.gr/xmlui/handle/11400/6598
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.26265/polynoe-6434
dc.description.abstractMicro propulsion systems are a very important part of modern technology. They can be nuclear powered ones, laser-thermal, solar thermal propelled, or electric ones and all make use of a chamber along with a nozzle. Micro-propulsion systems can be used in medicine micro-bots, underwater vehicles, microsatellites or in the space industry. Under the conditions met in the micro propulsion systems, the flow through the nozzle covers the whole range of the gas collisionality and the gas behaviour cannot be captured by the usual Navier-Stokes formulation (compressible or not). Instead, the gas flow behaviour in these systems should be studied at the molecular level based on the kinetic theory of gases. In this thesis, non-equilibrium transport phenomena appearing in the flows through micro-nozzles will be studied at the microscopic level via the kinetic theory of gases. The stochastic method Direct simulation Monet Carlo (DSMC) will be applied and the validity of the provided results will be demonstrated by performing comparisons with available theoretical/experimental data. Overall, the thesis will provide an analysis of the micro propulsion nozzle performance paying special attention on the study of the influence of the implicit boundary conditions. Some conclusions useful in the numerical simulation of the micro propulsion nozzles will be drawn.el
dc.format.extent70el
dc.language.isoenel
dc.publisherΠανεπιστήμιο Δυτικής Αττικήςel
dc.rightsΑναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές*
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Διεθνές*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectRarefied gasel
dc.subjectNozzlesel
dc.subjectDSMCel
dc.subjectDirect simulation Monte Carloel
dc.subjectImplicit boundary conditionsel
dc.subjectStochastic methodel
dc.subjectΑκροφύσιοel
dc.subjectΣτοχαστική μέθοδοςel
dc.titleNumerical study of rarefied gas flows in micro propulsion nozzles using the stochastic DSMC methodel
dc.title.alternativeΑριθμητική μελέτη ροών σε ακροφύσια μικροπροωθητήρων με χρήση της στοχαστικής μεθόδου DSMCel
dc.typeΔιπλωματική εργασίαel
dc.contributor.committeeKarvelas, Evangelos
dc.contributor.committeeSofiadis, George
dc.contributor.facultyΣχολή Μηχανικώνel
dc.contributor.departmentΤμήμα Μηχανολόγων Μηχανικώνel
dc.description.abstracttranslatedΤα συστήματα μικρο-προώθησης αποτελούν ένα πολύ σημαντικό μέρος της σύγχρονης τεχνολογίας. Μπορεί να είναι πυρηνικά, λέιζερ-θερμικά, ηλιακά θερμικά προωθούμενα ή ηλεκτρικά και όλα κάνουν χρήση ενός θαλάμου μαζί με ένα ακροφύσιο. Τα συστήματα μικρο-προώθησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μικρο-ρομπότ της ιατρικής, υποβρύχια οχήματα, μικρο-δορυφόρους ή στη διαστημική βιομηχανία. Υπό τις συνθήκες που πληρούνται στα συστήματα μικροπροώθησης, η ροή μέσω του ακροφυσίου καλύπτει όλο το εύρος της αραιοποίησης του αερίου και η συμπεριφορά του αερίου δεν μπορεί να περιγραφεί από τη συνήθη θεωρία Navier-Stokes (συμπιεστή ή μη). Αντίθετα, η συμπεριφορά της ροής αερίων σε αυτά τα συστήματα θα πρέπει να μελετηθεί σε μοριακό επίπεδο με βάση την κινητική θεωρία των αερίων. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία θα μελετηθούν σε μικροσκοπικό επίπεδο φαινόμενα μεταφοράς μη ισορροπίας που εμφανίζονται στις ροές μέσω μικρο-ακροφυσίων με χρήση της κινητικής θεωρίας των αερίων. Θα εφαρμοστεί η στοχαστική μέθοδος Άμεσης προσομοίωσης Monte Carlo (DSMC) και η εγκυρότητα των παρεχόμενων αποτελεσμάτων θα εξετασθεί πραγματοποιώντας συγκρίσεις με διαθέσιμα θεωρητικά/πειραματικά δεδομένα. Συνολικά, η διπλωματική θα παρέχει μια ανάλυση της απόδοσης των συστημάτων προώθησης δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στη μελέτη της επίδρασης των οριακών συνθηκών. Θα εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα για την υπολογιστική προσομοίωση των ακροφυσίων των συστημάτων μικροπροώθησης.el


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές