Ahmed gövdesinin farklı arka yüzey geometrik konfigürasyonları için aerodinamik özelliklerinin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of aerodynamic characteristics of Ahmed body for different rear slanted surface configurations
- Tez No: 717377
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ KENAN KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Aydın Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Bu çalışmada 25° ve 35°'lik arka eğim açılarına sahip Ahmed gövdesinin arka eğimli yüzeyinin hücum kenarı üzerine dikdörtgen kesitli kanatlar eklenmiş ve Reynolds sayısının 2.6 milyon olduğu durum için bu model etrafındaki üç boyutlu, türbülanslı, daimî, sıkıştırılamaz akış alanı sayısal çözümler yoluyla hesaplanmıştır. Tek, iki, üç ve dört kanat ile uzun tek kanat olmak üzere beş farklı geometrik konfigürasyon göz önüne alınmıştır. Sayısal çözümler ticari hesaplamalı akışkanlar dinamiği çözücüsü ANSYS Fluent kullanılarak yapılmıştır. Farklı türbülans modeli ve duvar fonksiyonu kombinasyonları için sayısal çözümler yapılmış ve daha önce üzerine kanat eklenmiş Ahmed gövdesinin incelendiği bir deneysel çalışmadan elde edilen sürükleme katsayısı sonuçları referans alınarak sayısal model doğrulanmıştır. Buna göre, k-epsilon Realizable türbülans modeli ve Menter-Lechner duvar fonksiyonu kombinasyonu %8.8'lik hata ile söz konusu deneysel çalışmadakine en yakın sonucu vermiştir. Sayısal çözüm sonuçlarına göre, arka eğim açısı 25° olan Ahmed gövdesiiçin en iyi performans, kanatsız modele göre sürükleme katsayısında 2.6% oranında bir düşüş ile üç kanatlı durumda elde edilmiştir. Çeşitli düzlemlerdeki hız vektörleri, akım çizgileri ve basınç kontürleri birlikte incelenmiş ve arka eğim açısı 25° olan Ahmed gövdesinde sürükleme katsayısı düşürme mekanizmasının, arka yüzeyin hücum kenarı üzerinde kısmi yüksek basınç bölgeleri oluşmasına ve arka eğimli yüzey üzerinde oluşan ikincil girdabın yok edilerek, ters yönlü olduğu halde akımın arka yüzeye tutunmasına bağlı olduğu tespit edilmiştir. Buna karşılık, arka eğim açısı 35° olan Ahmed gövdesinde arka eğimli yüzey üzerinde ikincil bir girdabın oluşmadığı ve buradaki ters akım zaten yüzeye tutunduğundan arka eğimli yüzey üzerinde akım ayrılmasının gerçekleşmediği görülmüştür. Bu nedenle arka eğim açısı 35° olan Ahmed gövdesinde kanat eklenmesinin sürükleme katsayısında yarattığı değişim ihmal edilebilir düzeyde kalmakla birlikte, iki, üç ve dört kanat eklenmesi durumunda sürükleme katsayısının küçük bir oranda arttığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
The present study investigates aerodynamic characteristics of Ahmed Body numerically, in case of that rectangular flaps are attached to the leading edge of the rear slanted surface with rear slant angles of 25° and 35°. Numerical calculations have been conducted for three-dimensional, turbulent, steady, incompressible flow; for a Reynolds number of 2.6 million. Five different flap configurations have been considered: single flap, two flaps, three flaps and four flaps, as well as a single long flap. The commercial computational fluid dynamics solver ANSYS Fluent is used for the computations. Numerical solutions have been conducted with different combinations of turbulence model and wall functions, and the numerical model is validated considering the values of drag coefficient obtained in a previous experimental work which studied slanted surface with flaps attached. Accordingly, the k-epsilon Realizable turbulence model with Menter-Lechner wall function estimates the drag coefficient the closest to that of the previous experimental study, with an error of 8.8%. Results of the numerical calculations have shown that, for the Ahmed model with 25° rear slant angle, the best performance is obtained with three flaps mounted on the leading edge of the rear slanted surface, which provides a reduction in drag coefficient by 2.6%, compared to the model without flaps. Velocity vectors, streamlines and pressure contours in various planes are examined together and it is found that the drag reduction mechanism for the Ahmed model with a rear slant angle of 25°, relies on generating a suction line along the leading edge of the rear slanted surface and thus eliminating the secondary vortex formed on the rear slanted surface, so that the flow remains attached, although it is reversed. On the other hand, for the Ahmed model with 35° rear slant angle, a secondary vortex does not form on the rear slanted surface, since the reverse flow here is already attached, and no flow separation occurs on the rear slant. Therefore, change in the drag coefficient by employing flaps is negligible, moreover, the drag coefficient slightly increases for the two-, three-, and four-flap configurations.
Benzer Tezler
- 3D cow identification in cattle farms
İnek çiftliklerindeki hayvanların 3B kimlik tespiti
AHMET CUMHUR ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiSistem ve Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MEHMET AKAR
- Otomobil aydınlatma ürünlerinin polimer optik kalıp yüzeylerinde desen oluşturulmasına farklı yöntemlerin etkisi ve karakterizasyonu
Effect and characterization of different methods on pattern formation on polymer optical mold surfaces of automobile lighting products
METE YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM KAHRUMAN
- Barajlarda gövde-su-zemin etkileşimi problemlerinin sonlu eleman yöntemiyle modellenmesi ve sistemin dinamik yükler altındaki davranışının incelenmesi
Modeling of the dams body-water-soil interaction problems by finite element method and investigation of the system behavior under dynamic loads
AHMAD YAMIN RASA
Doktora
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET BUDAK
- Kord kaplama hamurlarında arayüzey geliştirme amaçlı sıvı kauçuk kullanımı
Evaluating liquid rubbers for improving cord-rubber interphase
METİN ERENKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ
- Yetersiz betonarme kolon-kiriş birleşim bölgesinin deneysel olarak güçlendirilmesi
Experimental strengthening of the deficient reinforced concrete beam-column joint
KABİL ÇETİN
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiManisa Celal Bayar Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR