Bedre beregning av gasstrømning

I dag er avanserte datamaskinberegninger blitt en stadig mer viktig og nødvendig del ved design og utvikling av strømnings- og forbrenningstekniske komponenter og installasjoner, samt i sikkerhetsrelaterte analyser av gassutslipp, brann og eksplosjoner i olje- og gassindustrien og i annen prosessindustri.

I slike strømningsberegninger har det avgjørende betydning for resultatene hvordan en matematisk formulerer de fysiske grensebetingelsene for strømningen i selve beregningsprogrammet. Dette er særlig en utfordring ved håndtering av såkalte åpne grenser, der ufysikalske trykkbølgerefleksjoner og andre forstyrrelser lett kan ødelegge beregningene fullstendig.

Kjell Erik Rian har utviklet og testet en matematisk modell for å håndtere åpne grenser i numeriske simuleringer av både ikke-reagerende og reagerende gass-strømning for realistiske forhold. En av fordelene ved metoden er at den relativt enkelt kan legges inn i og tilpasses eksisterende programsystemer for strømnings- og forbrenningstekniske beregninger i industriell sammenheng.

Avhandlingen har tittelen «On mathematical modelling and numerical simulation of transient compressible flow across open boundaries / Matematisk modellering og numerisk simulering av transient, kompressibel strømning over åpne grenser». Arbeidet er utført ved Institutt for energi- og prosessteknikk, NTNU. Deler av arbeidet ble utført under et lengre forskningsopphold ved de anerkjente Sandia National Laboratories i California. Professor Bjørn F. Magnussen har vært hovedveileder og professor Inge R. Gran har vært medveileder under arbeidet med avhandlingen.

Arbeidet har vært finansiert av Ruhrgas, Gaz de France, Statoil, Elf, Eni-gruppen, Sintef Energiforskning AS og tidligere Institutt for mekanikk, termo- og fluiddynamikk ved NTNU, samt støttet av Norges forskningsråd.

Kjell Erik Rian ble utdannet sivilingeniør fra Fakultet for maskinteknikk ved Norges tekniske høgskole i 1993, og er i dag ansatt som førsteamanuensis ved Institutt for energi- og prosessteknikk, NTNU.