Analysis of stability and transition in flat plate compressible boundary layers using linear stability theory
Düz levhalar üzerindeki sıkıştırılabilir sınır tabakalarda doğrusal kararlılık teorisi ile kararlılık ve geçiş analizi
- Tez No: 153451
- Danışmanlar: DOÇ.DR. SERKAN ÖZGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sıkıştırılabilir Sınır Tabaka, Doğrusal Kararlılık Teorisi, Düzlemsel Olmayan Sinüzoidal Dalga, Laminer-Türbülans Geçişi. vıı, Compressible Boundary Layer, Linear Stability Theory, Oblique Wave, Laminar-Turbulent Transition
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 220
Özet
oz DÜZ LEVHALAR ÜZERİNDEKİ SIKIŞTIRILABILİR SINIR TABAKALARDA DOĞRUSAL KARARLILIK TEORİSİ İLE KARARLILIK VE GEÇİŞ ANALİZİ Atalayer, Hayriye Senem Yüksek Lisans, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü Tez yöneticisi: Doç. Dr. Serkan Özgen Eylül 2004, 198 Sayfa Bu çalışmada, adyabatik duvar koşulundaki düz levha üzerinde iki boyutlu sıkıştırılabilir smır tabakaların kararlılık ve geçiş problemlerinin sayısal araştırması gerçekleştirilmiştir. Çalışmadaki analiz doğrusal kararlılık teorisi üzerine kurulmuştur. Düzlemsel olmayan dalgalara sahip üç boyutlu sınır tabakalar için geliştirilen ve detaylı teorik bilgi de içeren matematiksel formülleme, sonuçta bir özdeğer problemine dönüşen ve kararsızlık problemini tasvir eden diferansiyel denklem sisteminin çözümü için sayısal tekniklerin kullanımı ile devam etmiştir. Öncelikle, sübsonik, transonik, süpersonik ve hatta hipersonik akım vihızlarını da kapsayan çeşitli Mach değerlerindeki iki boyutlu sinüzoidal bozuntular analiz edilmiştir. Bu çalışmada, Mack mod olarak da bilinen ikinci mod (akustik mod) ve bu modun artan Mach sayışma tepkisi görsellenmiştir. Elde edilen sonuçlar daha sonra literatürdeki mevcut bilgilerle karşılaştırılmış ve çok iyi uyuşmalar gözlenmiştir. ikinci olarak, benzer analiz düzlemsel olmayan dalgalar için gerçekleştirilmiştir. Burada, yalnız akım hızının değil, aynı zamanda dalga yönünün etkisi de gösterilmiştir. Bunun için kararsızlık probleminin çözümü M=0 ile M=5 aralığındaki her Mach sayısında çeşitli dalga açılan için yinelenmiştir. Böylelikle, incelenen her akım hızında en kararsız dalgayı veren açı da bulunmuştur. Sonuçta elde edilenler arasmda M=4 ve sonrasına ait kararlılık çizelgeleri göstermiştir ki, TS modu için düzlemsel dalgalar düzlemsel olmayan dalgalara kıyasla çok daha kararlıdır. Akustik mod için ise tersi söz konusu olmuştur, yani düzlemsel olmayan dalgaların daha kararlı olduğu gözlemlenmiştir. Son olarak, en kararsız dalga koşulu için geçiş konumunun tahmini ele alınmıştır. Tahmin mekanizması olarak ise e" Smith- Van Ingen metodu uygulanmıştır. Mach sayısının geçiş Reynolds değeri üzerindeki etkisini betimleyen sonuçlar daha sonra literatürdeki sayısal çalışmalarla olduğu kadar deneysel verilerler de karşılaştınlrmştır ki, elde edilen uyum oldukça iyidir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT ANALYSIS OF STABILITY AND TRANSITION IN FLAT PLATE COMPRESSIBLE BOUNDARY LAYERS USING LINEAR STABILITY THEORY Atalayer, Hayriye Senem M. S., Department of Aerospace Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Serkan Özgen September 2004, 198 Pages In this study, numerical investigations of stability and transition problems were performed for 2D compressible boundary layers over a flat plate in adiabatic wall condition. Emphasis was placed on linear stability theory. The mathematical formulation for 3D boundary layers with oblique waves including detailed theoretical information was followed by use of the numerical techniques for the solution of resulting differential system of the instability problem, consequently an eigenvalue problem. First, two-dimensional sinusoidal disturbances were analyzed at various Mach numbers including the subsonic, transonic, supersonic and iveven hypersonic flow speeds. In this case, the second mode (acoustic mode), namely the Mack mode, and its behavior with the increasing Mach number were visualized. The results were then compared with the available data in literature concluding with good agreements. Secondly, similar analysis was carried out for oblique waves. Here, not only the effect of flow speed but also the effect of wave orientation was demonstrated. For this purpose, instability problem was solved for several wave angles at each Mach number in the range of M=0 and M=5. In this respect, the angle at which the waves were most unstable was also obtained at each investigated flow speed. The resultant stability diagrams corresponding to M=4 and higher Mach numbers for which both first and the second modes appear revealed that plane waves were more stable than oblique waves for the Tollrnien-Schlichting mode, however, this was the opposite for the acoustic mode where oblique waves were observed to be more stable. As a final step, estimation of the transition location was handled for the most unstable wave condition. Smith-Van Ingen en transition method was applied as the prediction device. The results representing the influence of Mach number on transition Reynolds number were then compared with the experimental data as well as the numerical ones in literature ending up with very good agreements.
Benzer Tezler
- Numerical and experimental investigation of boundary layer transition with active and passive flow control methods
Sınır tabaka geçişinin aktif ve pasif akış kontrol yöntemleriyle sayısal ve deneysel incelenmesi
ABDUSSAMET SUBAŞI
Doktora
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÜNEŞ
- Functionalization of graphene and stoichiometric graphene derivatives
Grafinin fonksiyonelleştirilmesi ve stokiyometrik grafin türevleri
HASAN ŞAHİN
Doktora
İngilizce
2011
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. SALİM ÇIRACI
- Grafen oksit katkılı polimer nanokompozitlerin çeşitliözelliklerinin incelenmesi
Investigating various properties of graphene oxide doped polymer nanocomposites
OĞUZKAN ŞENTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM MEHMET PALABIYIK
- Novel cochlear electrode array development using microfabrication techniques
Mikrofabrikasyon teknikleri kullanılarak yenilikçi koklear elektrot dizini geliştirilmesi
GÜLÇİN ŞEFİYE AŞKIN
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER