Reduced order model of the swirling flow

Abstract

Tato dizertační práce je zaměřená na studium vírového copu. Za tímto účelem byl navržen nový vírový generátor umožňující regulaci intenzity zavíření. Chování vírového copu bylo studováno jak numericky, tak experimentálně. Byly použity numerické simulace zachycující i část energetické kaskády turbulentního proudění, dále byly navrženy metody vizualizace dat založené na objemovém renderování a byla testována různá vírová kritéria. Také bylo studováno několik metod dekompozice proudových polí. Nakonec byly navrženy metody pro extrakci kvaziperiodických módů. S využitím těchto metod byl sestaven redukovaný model pro daný rozsah provozních bodů.

This doctoral thesis is aimed at studying the vortex rope phenomenon. For this purpose, a new swirl generator capable of regulating the swirl intensity was designed. The behavior of the vor-tex rope was studied both numerically and experimentally. Scale-resolving numerical simulati-ons were employed, visualization methods based on volume rendering were proposed, and di-fferent vortex criteria were tested. Several flow field decomposition methods were studied. Fi-nally, methods for extracting quasiperiodic patterns were proposed. These methods enabled the construction of a reduced-order model for a range of operating conditions.