Framsteg inom stratifierade strömningar genom simulering, experiment och utveckling av öppen mjukvara

Tid: Fr 2019-09-27 kl 10.00

Plats: F3, Lindstedtsvägen 26, Stockholm (English)

Ämnesområde: Teknisk mekanik

Respondent: Ashwin Vishnu Mohanan , Linné Flow Center, FLOW, Mekanik, Erik Lindborg

Opponent: Professor Emeritus James J. Riley, Mechanical Engineering, University of Washington

Handledare: Erik Lindborg, Linné Flow Center, FLOW, Mekanik; Pierre Augier, LEGI, Université Grenoble Alpes

Abstract

Två studier av tvådimensionella modeller av strömningar influerade av stratifiering respektive stratifiering och rotation genomförs, i syfte att undersöka huruvida en tvådimensionell modell kan reproducera en energikaskad till mindre skalor med ett associerat vågtalsspektrum av formen k−5/3. Först genomförs enserie högupplösta simuleringar av den klassiska modellen för strömningar i grunt vatten (shallow water model). En energikaskad till mindre skalor observeras,men strömningen domineras av stötar med ett associerat k−2-spektrum. Sedan genomförs en serie simuleringar av en ny tvådimensionell leksaksmodell, som visar att modellen kan reproducera en energikaskad till mindre skalor med ett associerat k−5/3-spektrum. Energiöverföringen studeras i detalj i Fourier-rummet och jämförs med resultat från en global cirkulationsmodell. En experimentell studie av starkt stratifierad turbulens genomförs vid Coriolisplattformen i Grenoble, med målet att testa nya teorier för stratifierad turbulens. Turbulensen genereras genom att traversera en rad cylindrar genom en tank innehållande stratifierat saltvatten. Hastighet mäts med Particle ImageVelocimetry (PIV) och densitet mäts med konduktivitetssonder. I synnerhet har författaren utvecklat den programvara som analyserar bilder från PIVmätningarna. Preliminära resultat från experimentet presenteras. För att realisera forskningsmålen utvecklas en mängd mjukvarupaket för öppet bruk i Python, i ett projekt med namnet FluidDyn. Paketen erbjuder möjligheter att utföra simuleringar, experiment och databehandling. Koderna är väl dokumenterade, testade och designade för att underlätta utveckling och återanvändning.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-256564

Innehållsansvarig:Kerstin Gustafsson
Tillhör: Skolan för teknikvetenskap (SCI)
Senast ändrad: 2019-09-11