The development of turbulence modeling for hovering rotors by cell-centered scheme
Rotorlar için hücre merkezli şema ile türbülans modellemesinin geliştirilmesı
- Tez No: 802796
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL, DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR UĞRAŞ BARAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Bu tezde, helikopter rotorlarının etrafındaki türbülanslı akış da dahil olmak üzere karmaşık akış problemlerini çözmek için hücre merkezli şemaya dayalı bir akış çö- zücü geliştirilmiştir. Özellikle dış akışlar için uygun bir akış çözücü platformu olan SU2 HAD çözücüsü bu çalışmanın temelini oluşturmaktadır. Uygulanan hücre mer- kezli şema ile güncellenen SU2 yazılımı sayesinde geliştirilen yeni çözücü Kartez- yen çözüm ağları da dahil olmak üzere herhangi bir ağ tipini destekleyebilecek hale getirilmiştir. Bu geliştirmelerin yanı sıra, helikopter rotorlarının zamana bağlı ben- zetimlerinin yüksek hassasiyette elde edilmesi için Hibrit RANS-LES çözücüsü veya Ayrılmış Girdap Simülasyonu (DES) yeteneği geliştirilerek hücre merkezli akış çözü- cüsüne uyarlanmıştır. SU2'deki Spalart-Allmaras modeline dayalı mevcut DES for- mülasyonlarına ek olarak, hücre merkezli çözücüde k − ω SST modeline dayalı DES modeli eklenmiştir. Ayrıca, bu çalışmada, ayrılmış Sınır Katmanlarının ve ayrıca gir- dap yapılarının daha kesin tahminini elde etmek için Geliştirilmiş Gecikmeli Ayrılmış Girdap Simülasyonunda (IDDES) Vortex Eğilme Ölçümüne dayalı yeni bir formülasyon kullanılmıştır. Vortex Eğilme Ölçümü ile ters basamak üzerinde sıkıştırılamaz akış probleminde yeniden bağlanma bölgesinin uzunluğu daha hassas olarak hesapla- nabilmiştir. Ayrıca, yüksek hücum açılarında kanat profillerindeki Türbülanslı akışlar için yeni formülasyonun SST-IDDES'e göre daha çok girdap yakalayabildiği gözlem- lenmiştir. Son olarak, dönen çerçeveler üzerindeki Vortex Eğilme Ölçümünün etkisi, Caradonna-Tung rotor kanadı etrafındaki akış ile gösterilmiştir. Araştırma, yakalanan girdabın gücünün standart SST-IDDES'e kıyasla daha güçlü olduğunu ve aerodina- mik özelliklerin deneysel verilerle tam olarak eşleştiğini ortaya çıkardı.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a flow solver based on the cell-centered scheme was constructed to solve complex flow problems, including turbulent flows around the helicopter ro- tors. The SU2 platform, which is a leading open source flow solver especially for the external flows, was considered as the baseline of this work. The implemented cell-centered scheme could support any mesh types, including Cartesian grids. To improve the unsteady simulation of hovering rotors, Hybrid RANS-LES technology or Detached Eddy Simulation (DES) was adapted to the cell-centered flow solver. In addition to the available DES by the Spalart-Allmaras in the SU2, DES by the Stan- dard Shear Stress Transport (SST) model was added to newly developed cell-centered solver. A new formulation based on the Vortex Tilting Measurement was employed in the Improved Delayed Detached Eddy Simulation (IDDES) to achieve more accurate prediction of detached boundary layers and also vortex structures. We could compute the exact length of re-attachment region for the incompressible flow over the Back- ward Facing Step by the Vortex-Tilting Adjustment. The improvement in accuracy of the new technique over the SST-IDDES was shown for the viscous flows over airfoils at high angle of attacks. Finally, the Vortex Tilting Adjustment assessment on the rotating frames was conducted by the application of hovering Caradonna-Tung test case. The investigation revealed that the strength of the captured vortex by the new approach is superior to the standard SST-IDDES, and the results of aerodynamic features match accurately with the experimental data.
Benzer Tezler
- Petrol rafinelerindeki yangınların CFD ile modellenmesi
CFD modeling of fires in oil refines
AHMET ABDULLAH
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiYangın ve Yangın Güvenliği Anabilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN COŞKUN
- Adaptation of turbulence models to a navier-stokes solver
Tedirginlik modellerinin bir navier-stokes çözücüsüne uyarlanması
EMRE GÜRDAMAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL
DR. ALİ RUHŞEN ÇETE
- Benzin motorlarında indirgenmiş kinetik model uygulaması
Reduced chemical kinetic model application to spark ignition engines
CÜNEYT UYKUR
- Yeraltı araç otoparklarında jet fan havalandırma sistemlerinin ve fan yerleşim optimizasyonun hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile analizi
Analysis of jet fan ventilation system and optimization of fan installation in underground car park with using computational fluid dynamics
MUSTAFA SİNAN BAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KEMAL FÜRKAN SÖKMEN
- Otomotiv ön cam buz çözme performansının sayısal olarak modellenmesi ve buzun erimesine etki eden parametrelerin irdelenmesi
Numerical modeling of windshield de-icing performance and parametric evaluation of ice melting process
SERHAN TATAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU