Ship drag reduction through air injection to boundary layer
Sinir tabaka hava enjeksiyonuyla gemi direnç düşüşü
- Tez No: 328137
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA İNSEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 202
Özet
Bu çalışmada, tek delikli hava enjeksiyonunun gemi yatay yüzeylerine uygulanması araştırılmıştır. Bu nedenle çalışma, sirkülasyon kanalında düzlemsel bir levha üzerinde çapraz akıma tek delikten verilen bir hava jeti ile sınır tabakanın değiştirildiği hava filmi uygulaması üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu çalışmaya özel olarak çok fazlı akışa özel bir işaret işleme yazılımı geliştirilmiş ve bu yazılım yardımıyla; sıvı faz hız profilleri, lokal hava oranı ve türbülans şiddeti profilleri altı istasyonda sıcak film sınır tabaka probu ile yapılan ölçümlerden çıkarılmıştır. Ayrıca, yerel yüzey kayma gerilmeleri de dört istasyonda yapılan yüzey sıcak film ölçümlerinden elde edilmiştir. Sıcak film problarından alınan sinyallerin hızların bulunması için işlenmesi ve analizi, kalibrasyon teknikleri ve sıvı hız değişimlerinin ve lokal hava oranlarının analizleri amacı ile teknikler geliştirilmiştir. Hava enjeksiyonunun sınır tabaka değişimine etkisinin incelenebilmesi için değiştirilmiş sınır tabaka ölçümleriyle referans sınır tabaka ölçümleri karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, sürtünme direncinin lokal hava oranına bağlı olduğu ve bu orandaki ani düşüşlerin türbülans şiddetlerindeki artışla birlikte direnç artışına neden olduğu gözlenmiştir. En iyi lokal direnç düşüşlerinin elde edildiği akım hızlarında, enjeksiyon hava debi artışlarının neden olduğu çok fazlı akım rejimindeki değişimler nedeniyle en yüksek direnç artışlarının da olabileceği görülmüştür. Bu olay, hem lokal yüzey kayma gerilmelerinin hava oranı düşüşü ile artışı, hem de sınır tabakada meydana getirilen süreksizliklerin neden olduğu form direnci artışıyla sonuçlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
Single hole air injection to horizontal hull surfaces has been investigated throughout the study. Flat plate experiments focused on boundary layer modification by utilizing air jet, injected through a single hole to the cross water flow were conducted in a circulating water channel. Profiles of liquid phase velocities, local air volume of fractions as well as turbulence intensities were extracted from the measurements of hot film boundary layer probe in six stations by the help of a developed signal processing code. Local wall shear measurements were also conducted through four measuring points by utilizing flush mounted hot film probes as well. Techniques to analyze the CTA signal were developed which provide the reduction of the acquired voltage signal to velocity values by using power law calibration coefficients, the decomposition of the liquid phase velocity magnitudes with fluctuation levels as well as the local air volume of fraction quantities. Modified boundary layer measurements were compared with the undisturbed boundary layer characteristics in order to understand the influence of the air injection on boundary layer modification. It was found that, drag reduction is strongly depended on near wall local void fraction. Sudden decreases in fractions with the increase in turbulent fluctuations lead increases in drag. For flow velocities which lead best local drag reductions can also lead highest drag increases due to dramatically change in the multiphase flow regime by increasing the air flow rates. This will conclude both, increase in wall shear due to void fraction decrease and probably form drag increases due to more disturbances in boundary layer.
Benzer Tezler
- Energy efficiency oriented model based investigation of marine diesel engine and auxiliary systems
Enerji verimliliğine yönelik gemi dizel makineleri ve yardımcı sistemlerinde modelleme tabanlı araştırma
ÇAĞLAR DERE
Doktora
İngilizce
2021
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ DENİZ
- Kriging interpolasyonu kullanan vekil modeller ile gemi kıç formunun viskoz direnç yönünden optimizasyonu
Aft form optimization of ships for minimum viscous resistance by using kriging metamodeling technique
HAYRİYE PEHLİVAN SOLAK
Doktora
Türkçe
2020
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÖREN
- Kuş tüyünden esinlenen yüzeylerde sürüklemenin azaltılması
Drag reduction on bird feather inspired surfaces
AHMET İLYAS KODAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN RIZA GÜVEN
- Yüzey kirliliğinin gemi direnci üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of fouling on ship resistance
YİĞİT KEMAL DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TAYLAN
- An experimental and numerical investigation of slamming loads on ship forms
Gemi formları üzerine gelen dövünme yüklerinin deneysel ve sayısal incelemesi
FATİH CÜNEYD KORKMAZ
Doktora
İngilizce
2016
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT GÜZEL