Geri Dön

Yerel değişkenlere bağlı cebirsel türbülansa geçiş modeli

An algebraic transition model depending on local variables

  1. Tez No: 486620
  2. Yazar: SAMET ÇAKA ÇAKMAKÇIOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÜNVER KAYNAK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 114

Özet

Bu tez çalışmasında, 2013 yılında Baş vd. tarafından geliştirilmiş olan deneysel bağıntılara ve yerel akış bilgilerine dayalı cebirsel türbülansa geçiş modelinin bir açık-kaynak HAD yazılımı olan SU2'ya eklenmesi ve geniş bir kullanıcı kitlesine erişmesi amaçlanmıştır. Bu süreçte model boyutsuzlaştırılmış, ve bir model parametresi modelin özgün yapısına bağlı kalınarak çözüm ağından bağımsızlaştırılmıştır. Kullanılan türbülansa geçiş modelinde literatürdeki 1- ya da 2-denklemli modellerden farklı olarak kesiklilik denklemi yerine kesiklilik fonksiyonu kullanılmaktadır. Modelin ana fikri, türbülansa geçiş için kesiklilik taşınım denklemleri kullanmak yerine, Spalart-Allmaras türbülans modelinin hali hazırda taşınım denklemi karakteristiği gösteren denkleminden faydalanmaktır. Bu bağlamda, Spalart-Allmaras türbülans modelinin türbülans üretim terimi, yeni geliştirilen kesiklilik fonksiyonu γBC yardımıyla türbülansa geçiş için belirli kriterler sağlanana kadar baskılanmaktadır. Kullanılan türbülansa geçiş modeli literatürdeki modeller gibi yerel akış değişkenlerine bağlı olup, türbülansa geçiş kriteri olarak deneysel bağıntıları temel almaktadır. Bu model, yüksek mertebeli diğer modellere göre daha az denklem çözmesinin yanı sıra daha az sayıda kalibrasyon sabitine sahiptir. Tez kapsamında, SU2 yazılımına eklenen türbülansa geçiş modeli kullanılarak, ilk olarak, sıfır ve ters basınç farklı düz levha üzeri akış deneylerinin doğrulaması yapılmış ve oldukça başarılı sonuçlar elde edilmiştir. İkinci olarak, düşük Reynolds sayısı koşulunda test edilmiş bir kanat profili için çözümler yapılmıştır. Üçüncü olarak türbin kanatçıklarındaki akışın sayısal benzeşimi yapılmış ve böylece yeni modelin 2-boyutlu problemleri çözme kabiliyeti gösterilmiştir. Son olarak biri yüksek ses-altı Mach sayısında akış hızına sahip bir kanat, diğeri yavaş hızda dönmekte olan bir rüzgar türbini olmak üzere iki adet 3-boyutlu deney verileri, sunulan yeni model ile doğrulanmıştır. Elde edilen sonuçlara bakıldığında, yeni modelin daha az sayıda denklem çözmesi neticesinde daha az hesaplama gücü gerektirmesi, yeni modelin endüstriyel HAD uygulamalarında kullanılabilecek iyi bir seçenek olabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

In this thesis study, the correlation-based algebraic transition model developed and validated by Bas et al. in 2013 is integrated into the open-source CFD solver called SU2 in order to reach a wide user community. In this process, the model's non-dimensionalization is modified, without changing its mechanism or approach, to decrease mesh dependency. The employed model is qualified as an algebraic model, or a zero-equation model since it includes an intermittency function in place of an intermittency equation that is found in one- or two-equation models. The basic idea behind the model is that, instead of deriving new equations for intermittency transport, existing transport terms of the Spalart-Allmaras (S-A) turbulence model can be used. To this end, the production term of the S-A model is multiplied with the proposed intermittency function γBC; thereby the turbulence production is damped until it satisfies some turbulence onset requirements. The formulation also depends on local information that uses empirical correlations to detect the transition onset using less equations and less calibration constants than other higher order models. The model is first validated against some widely used zero and variable pressure gradient flat plate test cases with quite successful results. Second, the model is employed for some low Reynolds number airfoil cases with very promising results. Third, the model is applied for a turbine cascade case with success. Finally, two different three-dimensional wing flow cases were calculated under transonic and low subsonic flow conditions. To this end, the DLR-F5 wing subject to a transonic Mach number of 0.82 and the low speed NREL wind turbine flow case are simulated and good agreement with experiments are observed. The results indicate that the proposed model may become an alternative for other models as it uses less computational resources with equivalent or higher accuracy characteristics that is quite advantageous for the CFD design in industry.

Benzer Tezler

  1. An ALE framework for multiphase flows

    Çok fazlı akışlar için bir ALE yaklaşımı

    ÇAĞATAY GÜVENTÜRK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ŞAHİN

  2. Edremit Körfezi kuzey kıyılarnda yerel halkın ekoturizme yönelik bilinç algısı ve tutumları

    Consciousness and Attitude of the Local People of Northern Coast of Edremit Gulf Towards the Ecotourism in the Local Area

    MELİKE KAVAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    CoğrafyaÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Ortaöğretim Sosyal Alanlar Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RÜŞTÜ ILGAR

  3. Belediyelerdeki orta kademe yöneticilerin liderlik tarzlarının çalışanlara güven ile ilişkisi ve bir araştırma: İstanbul belediyeleri örneği

    Leadership style of employee relations with confidence and research: The case of the Istanbul muni̇ci̇pali̇ty

    NUMAN FAZIL GENÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Kamu Yönetimiİstanbul Ticaret Üniversitesi

    İşletme Ana Bilim Dalı

    DOÇ. NİHAT ALAYOĞLU

  4. Application of viscous and non-local integral type regularization schemes for softening plasticity: (A small strain framework)

    Yumuşamalı plastisite için viskoz ve yerel olmayan entegral tip regülarizasyon yöntemleri: (Infinitesimal genlemeli çatı)

    ERDEM KAYHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Mühendislik BilimleriAtılım Üniversitesi

    Üretim Mühendisliği Bölümü

    DR. CELAL SOYARSLAN

  5. Yapılarda yapım süreci çevresel etkisinin azaltılmasına yönelik atık yönetim modeli önerisi

    Waste management model proposal to reduce the environmental impact of the construction process of buildings

    HAVVA AKSEL ÇİÇEKÇİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İKBAL ÇETİNER