Development of a 3-D laminar Navier-Stokes solver for separated channel flows
Duvardan ayrılmış kanal akışları için 3 boyutlu laminer Navier-Stokes çözücüsü geliştirilmesi
- Tez No: 299195
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Bu çalışma 3 boyutlu laminar Navier-Stokes denklemleri çözücüsünün sonlu hacim metodu kullanılarak C++ dilinde geliştirilmesini ve 3 boyutlu duvardan ayrılan kanal akışlarının incelenmesini içermektedir. Bu çalışma ile hesaplamalı akışkanlar dinamiği kitaplarında ve ilgili makalelerdeki 3 boyutlu nümerik uygulamalardaki eksik kısımlar açığa çıkarılmaya çalışılmıştır. Bunun için, diskritizasyon metodlarının, sınır koşullarının uygulamasının ve çözüm algoritmasının detayları verilmiştir. Bunların yanında, diskritize edilmiş momentum ve basınç düzeltme denklemlerindeki katsayılar için, sınır koşullarını içeren, daha genel bir metod önerilmiştir. Yapay viskozite metodunun kullanımı, standart bir kanal geometrisini, farklı kanal geometrilerine çevirmeyi sağlamıştır. Kodun doğrulanması ise gelişmekte olan kanal akışı, yapay viskozite metodu ve geri basamak akışı incelenerek yapılmıştır. Şu anki çalışma ve deneysel veriler ile analitik sonuçlar arasında çok tutarlı sonuçlar görülmüştür. 3 boyutlu geri basamak akışının simülasyanu ayrıntılı olarak verilmiş ve basamağın arkasındaki karmaşık akış yapısı incelenmiştir. Basamak arkasında 3 boyutlu geri dönen ve kıvrılan akış yapıları görülmüştür. Akış içinde görülen jet tarzı ve duvara çarpan yapı, kanal alt duvarında akış yönündeki kayma geriliminin sıfır olduğu noktaların oluşturduğu, akışın duvara tekrardan birleşme çizgisinde görülen minimum noktanın sebebi olarak yorumlanmıştır. Kanal genişleme oranının akış yapısına ve basınç geri kazanımına olan etkisi incelenmiş ve genişleme oranı arttıkça akışın tekrardan birleşme çizgisinin akıntı yönünde ilerlediği ve genişleme kayıp katsayısının da arttığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
This study involves the development of a 3-D laminar Navier-Stokes solver with finite volume method in C++ language and investigation of 3-D separated channel flows. The missing parts of 3-D numerical implementation in Computational Fluid Dynamic books and articles are tried to be revealed within this study. To achieve these, the details of the discretization methods, implementation of boundary conditions and solution algorithm are explained. Besides, a more generalized form of the coefficients of the discretized momentum and pressure correction equations including boundary nodes are proposed. The use of artificial viscosity method achieves converting the conventional channel geometry into different channel geometries. Validation of the code is made investigating developing channel flow, artificial viscosity method and backward facing step flow. There exists an excellent agreement between present study and analytical results and experimental data. The simulation of a 3-D backward facing step is given in detail and the flow structure behind the step geometry is investigated. It was showed that complex three-dimensional flow develops behind the step with reverse and swirling flow regions. The“jet-like”flow and the impingement to the bottom wall are found to be responsible from the minimum on the reattachment line where the streamwise component of the wall shear stress is zero. The effect of channel expansion ratio on flow structure and pressure recovery is investigated and it is found that as expansion ratio increases, the reattachment line moves toward downstream of channel and the expansion loss coefficient increases.
Benzer Tezler
- Gemi etrafındaki sınır tabakanın incelenmesi
A Study on the boundary layer surrocnding ship hulls
BARIŞ BARLAS
- Impact of hydrogen addition on combustion characteristics in a swirl-stabilized partially premixed combustor
Gırdaplayıcı içeren kısmi karışımlı yanma odasına hidrojen ilavesinin yanma karakteristiklerine etkisi
TUĞBA KARASU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR
- Computational modeling of cold flow characteristics of a single cylinder internal combustion engine using the dynamic moving mesh
Dinamik meshleme metoduyla tek silindirli içten yanmalı motorun soğuk akış özelliğinin sayısal modellenmesi
İSMAİL HAKKI SAVCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER GÜL
- Küt cisimlerde sürüklenme kuvvetinin azaltılması için kilitlenmiş girdap oluşumlarının deneysel yöntemlerle araştırılması
Başlık çevirisi yok
ŞEREF ERKARA
Doktora
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. ZEKİ ERİM
- An Investigation of flow around two flow bluf bodies in tandem and staggered arrangements by the dicrete vortex method and experiment
Ardarda ve çapraz dizilişli iki küt cisim etrafındaki akış: Ayrık vorteks yöntemiyle hesap ve deney
HACI İBRAHİM KESER