Geri Dön

Silindir üzerindeki laminer ve türbülanslı akışın kontrolsüz ve kontrollü had analizleri

Cfd analyses of uncontrolled and controlled laminar and turbulent flows over a circular cylinder

  1. Tez No: 289995
  2. Yazar: BÜRYAN APAÇOĞLU
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SELİN ARADAĞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 121

Özet

Küt bir cisme etkiyen dış akış, cismin arkasında girdaplar oluşturarak karmaşık ve zamana göre değişen bir davranış sergiler. Silindir üzerindeki akıştaki düzensizlikler hem laminer, hem de türbülanslı akış rejimlerinde karşımıza çıkmaktadır. Bu salınımı sönümleyebilmek veya akışın silindir üzerindeki etkilerini azaltabilmek için bir kontrol stratejisi geliştirmek mümkündür.Akış kontrolünün temel amacı, akışın temas ettiği cisimlerde neden olduğu sürüklemenin ve zamana göre değişen kuvvetlerin azaltılmasını sağlamaktır. Bu çalışmada, iki-boyutlu dairesel bir silindir üzerindeki zamana bağlı laminer ve türbülanslı akış ve bu akışların silindir üzerindeki muhtelif deliklerden hava üfleme yöntemi ile kontrol edilmesi incelenmektedir.Yapılan HAD analizlerinde laminer ve türbülanslı akış koşulları kullanılarak çözümler yapılmıştır. Türbülanslı akış analizlerinde Zamana-bağlı Reynolds-Ortalamalı Navier-Stokes (URANS) denklemleri çözülmüş ve türbülans modeli olarak Spalart-Allmaras türbülans modeli kullanılmıştır. HAD analizlerinin sonuçları literatürde yer alan Strouhal sayısı, zaman-ortalamalı sürükleme katsayısı ve basınç katsayısı dağılımı ile doğrulanmıştır.Dört adet delikten akış hızının %50'si büyüklüğünde bir hızla hava üflenmesi, sürükleme kuvvetinin kontrolsüz duruma göre laminer akışta %8.6, türbülanslı akışta ise %23.3 oranında azalmasını sağlamıştır. Ayrıca, iki-boyutlu akış simülasyonlarının doğruluğunu incelemek için silindir üzerindeki türbülanslı akışın kontrolsüz analizi üç-boyutlu olarak da gerçekleştirilmiş ve sonuçlar iki-boyutlu analiz ile karşılaştırılmıştır.

Özet (Çeviri)

External flow over a bluff body causes time-dependent and periodic behavior behind of the body when the Reynolds number of the flow is greater than a certain value. For external flow over a circular cylinder, these oscillations are generated in both laminar and turbulent flow regimes. A control strategy can be developed to damp the oscillations or to reduce the effects of the oscillations on the cylinder.The main idea of flow control is the improvement of aerodynamic characteristics of flow, such as, reducing drag and unsteadiness of loads compelled by the flow field onto structures exposed to the flow. This study analyzes the laminar and turbulent flows over a two-dimensional (2D) circular cylinder and its control by air blowing from several slots located on the cylinder.CFD analyses were performed for both laminar and turbulent flows. In turbulent flow analyses, Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (URANS) equations are solved and Spalart-Allmaras turbulent model is used. CFD analyses were validated by using the experimental values for Strouhal number, time-averaged drag coefficent and pressure coefficient distribution given in literature.Air blowing from four slots with a magnitude of 50% of the free-stream velocity yields a reduction in drag force by 8.6% and 23.3% compared to the uncontrolled case for laminar and turbulent flow, respectively.Also, three-dimensional CFD analysis of uncontrolled turbulent flow over a cylinder was performed and the results were compared to the one obtained by 2D CFD analysis to investigate the accuracy of two-dimensional simulations for this type of flow.

Benzer Tezler

  1. Yapay sinir ağları ile akış kontrolü için sayısal yöntemlerin geliştirilmesi

    Development of numerical methods for flow control with the aid of artificial neural networks

    AKIN PAKSOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SELİN ARADAĞ

  2. Numerical investigation of inverse magnus effect on a circular cylinder by controlling azimuthal circulation distribution

    Ters magnus etkisinin çevresel sirkülasyon dağılımı kontrolü ile dairesel silindir üzerinde sayısal olarak incelenmesi

    ACAR ÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Havacılık Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERCAN ACARER

    DOÇ. DR. BENI CUKUREL

  3. A numerical approach for plasma based flow control

    Plazma ile akış kontrolü için sayısal bir yaklaşım

    REŞİT KAYHAN ATA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ŞAHİN

  4. Dairesel bir silindir ardındaki pasif akış kontrolünün hesaplamalı akışkanlar dinamiğiyle incelenmesi

    Investigation of passive flow control behind a circular cylinder with computational fluid dynamics

    UĞUR BİÇER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiDicle Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VEDAT ORUÇ

  5. Dairesel ve dikdörtgen oluklarla pürüzlendirilmiş bir silindir üzerindeki akışın sayısal analizi

    Numerical analysis of flow on a cylinder roughened with circular and rectangular grooves

    ERHAN ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine Mühendisliğiİstanbul Aydın Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. OKTAY ÖZCAN