Döner dairesel silindir etrafındaki at nalı girdap yapısının parçacık görüntülemeli hız ölçüm (piv) tekniği ile deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the horseshoe vortex structure around a rotating circular cylinder using the particle image velocimetry (piv) technique
- Tez No: 1008223
- Danışmanlar: PROF. DR. COŞKUN ÖZALP
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, sabit bir plaka üzerine yerleştirilen dairesel bir silindirin atnalı girdap bölgesindeki akış karakteristikleri, Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçüm (PIV) yöntemi kullanılarak deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında Re = 2500 ve Re = 5000 olmak üzere iki farklı Reynolds sayısında deneyler gerçekleştirilmiştir. Re=2500 için boyutsuz dönme oranları (α) 0, 0.30, 0.60, 0.90, 1.21 ve 2.40 olarak, Re=5000 için ise boyutsuz dönme oranları 0, 0.15, 0.30, 0.45, 0.60 ve 1.21 olarak hesaplanmıştır. Çalışmada silindirin at nalı girdap yapısının belirlenmesi için ortalama girdap değeri (<ω>), akım çizgileri (<Ѱ>), zamana bağlı ortalama akış yönündeki hız (<u/U∞>), zamana bağlı ortalama enine yönlü hız (<v/U∞>), akış yönündeki hız bileşeninin dalgalanmalarının karelerinin karekökü (<urms>), enine yönlü hız bileşeninin dalgalanmalarının karelerinin karekökü (<vrms>), akış yönlü Reynolds normal gerilimi <uu′> ve enine yönlü Reynolds normal gerilimi <vv′>, Reynolds kayma gerilimi <u′v′> ve türbülans kinetik enerjisi (<TKE>) konturları elde edilmiştir. Dönen bir silindirin arka, yan ve alt bölgelerinde oluşan atnalı girdap yapılarının Magnus etkisi altında nasıl şekillendiğini farklı dönüş hızlarında ele alınmıştır. Çalışma sonucunda, dönme hareketinin atnalı girdap bölgesinde akış kontrolü için etkili bir araç olarak kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Silindirin döndürülmesinin, Re=2500 için akış yapısını yönlendiren baskın bir parametre olduğu, Re=5000'de ise dönme etkisinin sadece akış yapısının yönlendirmediği buna ek olarak türbülans üretim mekanizmasını da yeniden şekillendirdiği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the flow characteristics in the horseshoe vortex region of a circular cylinder mounted on a stationary flat plate were experimentally investigated using the Particle Image Velocimetry (PIV) technique. Within the scope of the study, experiments were conducted at two different Reynolds numbers, Re = 2500 and Re = 5000. For Re = 2500, the dimensionless rotation ratios (α) were calculated as 0, 0.30, 0.60, 0.90, 1.21, and 2.40, while for Re = 5000, the dimensionless rotation ratios were determined as 0, 0.15, 0.30, 0.45, 0.60, and 1.21. In order to determine the horseshoe vortex structure around the cylinder, several flow parameters were obtained, including the mean vorticity (<ω>), streamlines (<ψ>), time-averaged streamwise velocity (<u/U∞>), time-averaged transverse velocity (<v/U∞>), root mean square of the streamwise velocity fluctuations (<urms>), root mean square of the transverse velocity fluctuations (<vrms>), streamwise Reynolds normal stress (<uu′>), transverse Reynolds normal stress (<vv′>), Reynolds shear stress (<u′v′>), and turbulent kinetic energy (<TKE>) contours. The formation and evolution of horseshoe vortex structures occurring in the rear, side, and bottom regions of the rotating cylinder were examined at different rotation rates under the influence of the Magnus effect. The results of the study revealed that the rotation motion can be used as an effective tool for flow control in the horseshoe vortex region. It was determined that cylinder rotation is a dominant parameter directing the flow structure at Re = 2500, whereas at Re = 5000, the rotation effect not only influences the flow structure but also reconfigures the turbulence production mechanism.
Benzer Tezler
- Experimental investigation of underexpanded transverse jet interaction with supersonic crossflow
Ses üstü akışa dik yöndeki az genişleyen jetin akışla olan etkileşiminin deneysel incelenmesi
UTKUN ERİNÇ MALKOÇOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİYE LEMAN OKŞAN ÇETİNER YILDIRIM
- Viv of a single cylinder and two cylinders in tandem arrangement: A comparative study of results and energy calculations for maritime renewable energy utilization
Tek silindir ve tandem düzenlemeli iki silindirin gırdap kaynaklı titreşimi: Sonuçlar ve denizde yenilenebilir enerji kullanımı için enerji hesaplarının karşılaştırmalı bir çalışması
POUYA TAHMASEBI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER KEMAL KINACI
- Düşük reynolds sayılı akışlarda girdap kaynaklı titreşimlerin incelenmesi
Investigation of vortex-induced vibrations in low reynolds number flows
ASİYE KARAKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Magnus etkisi ile çalışan dairesel kesitli silindirik bir yalpa sönümleyici sistemin performansının tam ölçekli bir motoryat üzerinde hesaplamalı olarak incelenmesi
Investigation of the performance of a circular cross-section roll stabilizer system working with a Magnus effect on a full-scale motoryacht
DENİZ ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN AKYILDIZ
- Numerical investigation of mixed convection in a lid driven cavity with rotating and fixed cylinder
Hareketli kapağı olan ve dönen ve sabit silindir içeren bir kavite içerisindeki karışık taşınımın sayısal incelenmesi
MUHAMMED UĞUR CARFİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI