Computational analysis of a solar vortex
Güneş girdabının hesaplamalı analizi
- Tez No: 390179
- Danışmanlar: Assoc. Prof. Dr. ERAY UZGÖREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: ODTÜ Kuzey Kıbrıs Kampüsü-Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sürdürülebilir Çevre ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu tez, toz hortumlarını kontrollü bir ortamda araştırmak üzere tasarlanmış bir deney bır deney duzenegının hesaplamalı analız yontem kullanarak güç elde etme olanaklarını araştırır. Düzeneğin özelliği, ısıtılmış bir yüzey üzerinden yükselen havanın, yüzeyin çevresine yerleştirilmiş dikey ince plakalar veya kanatlar sayesinde dışarıdan gelen havanın bir açı ile içeriye akmasını ve dolayısıyla içerde yükselen havanın girdaba dönüşmesini sağlamasıdır. Bu deney düzeneğini incelemek üzere, hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı olan OpenFOAM kullanarak bir sayısal yöntem geliştirilmiştir. İlk olarak, geliştirilen yöntem; doğal yollardan oluşan toz hortumlarının diğer çalışmalarda bulunan deneysel verileri ve diğer geliştirilmiş çözümsel yöntemler ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Tezin literatüre katkısı, bu sistemin oluşturacağı yükselme debisinin kanat açıları, kanat yüksekliği, kanat genişliği ve kanat sayısı ile değişiminin nitelendirmesidir. Yükselme debisini arttırmak için kanat genişliği ve aralığı için enuygun değerler olduğu bulunmuş ve kanat yüksekliğinin artmasının debiyi artırdığı sonucuna varılmıştır. Ayrıca kanat açısının 25º ile 40° arasında artırılması debiyi artırırken bu değerlerin altında veya üzerinde debide kaydadeğer değişim olmadığı bulunmuştur. Diğer yandan, girdap miktarı kanat açısı ile orantılı olarak değiştiği bulunmuş ve bunun farklı kanat kesitleri düşünülerek tasarlanacak türbinler için güç üretimi yapılabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates power generation opportunities by considering computational analysis of an experimental setup which is initially proposed to mimic dust devils in a controlled environment. The concept relies on buoyancy effect over a heated plate surrounded by vertical thin plates or vanes. Once the heated air starts rising, vertical vanes help surrounding air to flow inwards in a direction tangential to the vortex core to introduce swirl to the flow. Present study focuses on the computational fluid dynamics based analysis of a meter scale experimental setup using OpenFOAM. First, the developed model is validated against experimental data available in the literature and theoretical models developed for naturally occurring dust devils. The novelty of the thesis is that it is the first parametric study that investigates the effects of the number of vanes, vane angles, vane height, vane width, on axial volumetric flow rate profiles of the experimental setup. It is found that axial flow rate increases with vane height, while there exists an optimal vane width and vane spacing to enhance axial flow rate. It is also found that an increase in vane angles only from 25º to 40º improves the mass flow rate while reducing below 25º or increasing above 40º does not change the mass flow rate significantly. On the other, amount of swirl is found to increase continuously with the vane angle which suggests that various turbine blade geometries can be considered to optimize power harvesting opportunities.
Benzer Tezler
- Analysis of the microclimate conditions of a novel standaloneagricultural greenhouse using computational fluid dynamics
Başlık çevirisi yok
DOĞAN CAN MUTLUM
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiUniversity of ExeterPROF. AKBAR JAVADİ
DR. MOHAMMAD AKRAMİ
- Lineer dizilmiş türbomakina kanatları arasındaki ikincil akışların sabit referans düzleminde sayısal olarak incelenmesi
Computational analysis of secondary flows in linear turbomachinery cascade with stationary reference frame model
SELÇUK ATAŞ
Doktora
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- Francis türbini yayıcısındaki girdap oluşumunun etkisini azaltma yöntemlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleriyle incelenmesi
Investigation of methods to mitigate the effect of vortex formation in the francis turbine draft tube with computational fluid dynamics analysis
KAĞAN ÇAĞLAYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Sayısal yöntemler kullanarak sualtı araçlarının hidro ve vibroakustiğinin çözümü ve dijital sonar tasarımı
Hydro and vibroacoustical solution of underwater vehicles using numerical methods and digital sonar design
EMRE GÜNGÖR
Doktora
Türkçe
2018
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS BEDİİ ÖZDEMİR
- Computational fluid dynamics analysis of a thermocline thermal storage unit for solar thermal applications
Solar termal uygulamalar için termoklin termal depolama ünitesi hesaplamalı akış dinamiği analizleri
AZIN ASADITAHERI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SENEM ŞENTÜRK LÜLE