Computational fluid dynamics, abbreviated CFD, is a valuable tool for several engineering applications. Applications such as heating, cooling or drying are some examples of areas where CFD is used. The Lattice Boltzmann method, abbreviated LBM, is a popular method for CFD simulations due to its fast simulation time in comparison to traditional methods like the finite volume method. ESS is a company that has supplied LBM simulation software aimed at perfecting the baking process of car carrosserie. The aim of this thesis is to verify and validate their software against earlier works, to ensure that the solver can capture the physical reality of an impinging jet. The verification and validation are conducted over three different cases: experimental free jet, direct numerical simulation and a large eddy simulation of an impinging jet. Identical digital models were created for each case and then simulated with similar conditions for comparison. All three cases were tested with Richardson extrapolation to ensure grid convergence. The Richardson method showed that the highest error among the cases was 2.02 %. The results shows that the LBM solver can accurately predict the flow and thermal field compared to the three cases. The LBM solver is considered verified and validated for flowfield and thermal simulations. / Numeriska strömningsberäkningar är ett värdefullt verktyg för flera ingenjörsapplikationer. Applikationer som uppvärmning, kylning eller torkning är några exempel på områden där CFD används. Lattice Boltzmann-metoden, förkortat LBM, är en populär metod för CFD-simuleringar på grund av dess snabba simuleringshastighet jämfört med traditionella metoder som finita volymsmetoden. ESS är ett företag som har skapat LBM- simuleringsprogramvaran med målet att förbättra bakningsprocessen för bilkarosserier. Målet med denna avhandling är att verifiera och validera deras programvara mot tidigare arbeten för att säkerställa att lösningsmetoden kan fånga den fysiska verkligheten hos en påverkande jetstråle.Verifieringen och valideringen utförs över tre olika fall: Experimentell fri stråle, Direkt numerisk simulering och en Large eddy-simulering av en påverkande jetstråle. Identiska digitala modeller skapades för varje fall och simulerades sedan under liknande förhållanden för att kunna jämföra resultaten. Alla tre fall testades med Richardson-extrapolation för att säkerställa nätkonvergens. Richardson-metoden visade att den högsta felet bland fallen var 2,02 %. Resultaten visar att LBM-lösaren kan förutsäga flödes och termiska fältet noggrant jämfört med de tre fallen. LBM-lösaren anses vara verifierad och validerad för flödesfälts- och termiska simuleringar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-101452 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Skagius-Kallin, André |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Institutionen för teknikvetenskap och matematik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0135 seconds