Girdap yaratıcıların dairesel silindir etrafındaki akışa etkisinin deneysel ve hesaplamalı olarak incelenmesi
The experimental and computational investigation of the effect of the vortex generators to the flow around circular cylinder
- Tez No: 223417
- Danışmanlar: PROF.DR. ÖMER GÖREN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dairesel silindir, Girdap yaratıcılar, Türbülans mod, Circular Cylinder, Vortex Generators, Turbulence Models
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 276
Özet
Bu çalışmadaki amaç, girdap yaratıcıların dairesel silindir etrafındaki akışa ve girdap oluşma mekanizmasına olan etkilerinin deneysel ve hesaplamalı olarak ortaya konması ve farklı türbülans modellerinin performansının test edilerek modelleme yetisi en yüksek olan türbülans modelinin belirlenmesidir. Deneysel çalışma, 1.6mm yüksekliğindeki girdap yaratıcıların silindir çevresine dört farklı açıda yerleştirildikleri vakalar ve girdap yaratıcı içermeyen yalın silindir vakası ile birlikte toplam beş ayrı vakanın silindirin boyuna doğrultusunda orta düzleminde iz bölgesini içeren bir alanda iki boyutlu olarak gerçekleştirilen DPIV ölçümlerini kapsamaktadır. Çalışmadaki Reynolds sayısı 41300 ve buna karşılık gelen silindir akış rejimi ise kritik altı rejimdir. PIV görüntülerinden elde edilen akış alanlarının analizi, Reynolds Ayrıştırması, Sabit Faz Ayrıştırması ve POD olmak üzere, üç ayrı teknik ile gerçekleştirilmiştir. Girdap yaratıcıların etkisi, vakaların kendi aralarında ve yalın silindir ile karşılaştırmaları ile belirlenmiş, sonuçlar tartışılmıştır. Hesaplamalı çalışmadaki amaç, yalın ve girdap yaratıcılı silindir etrafındaki akışın, deneysel çalışmada yer almayan yanlarının da ortaya konabilmesi ve bu karmaşık akışı en iyi şekilde modelleyen türbülans modelinin çalışmada ele alınan tek denklemli ve iki denklemli türbülans modelleri arasından seçilmesidir. Çalışma, girdap yaratıcıların dolgun cisimler etrafındaki akışa olan etkisinin incelenmesine detaylı analizlerle yenilik getirmekte, özellikle daha önce gözlenmemiş olan iz yapısını açık biçimde ortaya koymaktadır. Ayrıca, böylesi karmaşık bir akışın RANS temelli türbülans modelleri ile çözülebildiği, pek çok alanda başarısını ispatlamış olan SST türbülans modelinin akış yönünde girdaplar ve kuvvetli ayrılma içeren akışlarda tercih edilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır. Çalışma ayrıca, girdap yaratıcıların gemiler etrafındaki akım ayrılmasını kontrol etmek üzere gerçekleştirilecek dizayn sürecine önemli katkılar yapabilecek bir altyapı hazırlamıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of the study is to investigate the effect of the streamwise vortex generators both experimentally and computationally to the flow around circular cylinder and vortex formation mechanism and to test the performance of different well-known RANS based turbulence models on predicting such a complex flow field. In the experimental study, wake oscillations of the circular cylinder and vortex shedding are visualized with digital PIV system. Experimental study consists of cases including bare cylinder and cylinder with vortex generators. The Reynolds number investigated is 41300, which corresponds to the sub-critical flow state. The analysis of the flow fields are processed with Reynolds decomposition, constant-phase decomposition and proper orthogonal decomposition. The aim of the computational study is to investigate the additional features of the flow which are not included in the content of the experimental study, and the selection of the best turbulence model, which fits the flow around circular cylinder with vortex generators, among the investigated one equation and two equation turbulence models. The study provides a contribution to the literature about the effect of vortex generators to the flow around circular cylinder and includes detailed investigation of the wake pattern and also expected to be a good reference for the predictive capability of the investigated turbulence models. The results shows that such a complex flow can be simulated with RANS-based turbulence models and Shear Stress Transport k-? model which performs very well in many areas should be the first choice for the simulation of vortical flow with massive separation. The study also provides a basic knowledge for the design process of the control of the flow separation around ship hulls which is of great importance in the hydrodynamical area.
Benzer Tezler
- Experimental investigation of swirl stabilized flames
Gi̇rdap vanesi̇ i̇le stabi̇li̇ze edi̇lmi̇ş alevleri̇n deneysel i̇ncelenmesi̇
BERTAN KAYNAROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR TUNÇER
- An investigation of heat transfer performance of rectangular channel by using vortex generators
Girdap üreticileri kullanarak dikdörtgen kanalın ısı transfer performansının incelenmesi
SEYFİ GİRGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BAYRAM ÇELİK
- Yapay sinir ağlarının girdap arama algoritmasıyla eğitilmesi
Training artificial neural networks with vortex search algorithm
ZAINAB ABDULLAH JALIL JALIL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSelçuk ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TAHİR SAĞ
- Girdap üreticili bir kanalda ısı ve akış olaylarının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of heat transfer and fluid flow in the vortex generator channel
UĞUR AY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiHitit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN ÇALIŞKAN
- A new multidisciplinary design approach for a novel eddy current electromagnetic brake
Özgün bir elektromanyetik girdap akım freni için yeni bir çok disiplinli tasarım yaklaşımı
MEHMET GÜLEÇ
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN AYDIN