Mathematical models and numerical algorithms for stability investigation of swirling hydrodynamic systems

Abstract

Teza abordează domeniul mecanicii fluidelor computaționale și analizei numerice, într-un demers interdisciplinar al cărui subiect este reprezentat de o problemă fundamentală de hidrodinamică corespunzătoare stabilității curgerilor cu rotație cu aplicații la curgerile decelerate cu vârtej în turbomașini. Principalele obiective ale acestei teze sunt extinderea metodelor analitice de stabilitate hidrodinamică la obținerea unor modele ale sistemelor fluide care dezvoltă vârtejuri, în paralel cu dezvoltarea unor aplicații informatice care să permită analiza calitativă a sistemului fluid prin prisma investigațiilor numerice și stabilității spațio/temporale, procesate pe o structură distribuită de calcul paralel de tip cluster. Aceste instrumente sunt de mare relevanță aplicativă nu numai din punct de vedere al reducerii drastice a costurilor legate de timp și resurse, dar se pot oferi informații și despre cauzele fenomenelor de instabilitate hidrodinamică, conducând la optimizarea metodelor de control al stabilității. Aceste metode au fost validate pentru studii de stabilitate spațială în cazul curgerilor paralele pentru profile de viteză existente în literatură (în cazul vârtejurilor de tip Batchelor și apoi aplicate pe exemple concrete derivate din măsurători experimentale în cazul vârtejurilor elicoidale în mișcare de precesie într-o curgere decelerată cu vârtej în turbine Francis.