Dairesel bir silindir ardındaki pasif akış kontrolünün hesaplamalı akışkanlar dinamiğiyle incelenmesi
Investigation of passive flow control behind a circular cylinder with computational fluid dynamics
- Tez No: 812822
- Danışmanlar: PROF. DR. VEDAT ORUÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dicle Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 56
Özet
Küt bir cisme etki eden dış akışlar, akış alanı içerisinde cismin arkasında girdaplara yol açarak düzensiz ve zamana göre değişen akış davranışları gösterirler. Dairesel silindir gibi küt cisimler arkasında oluşan akış düzensizlikleri laminer ve türbülanslı akış durumlarının her ikisinde de oluşmaktadır. Bu akış düzensizliklerinin kontrol altına alıp etkilerini azaltmak için bir kontrol yöntemi geliştirmek gerekmektedir. Geliştirilen ve kullanılan akış kontrolünün esas amacı, akışın temas ettiği yüzeylerde neden olduğu sürüklenme, kaldırma, basınç ve zamana göre değişen tüm kuvvetlerin etkisini azaltmak ve cisim üzerindeki olumsuz durumları sınırlanmaktır. Bu çalışmada iki-boyutlu zamana bağlı olarak gelişen akışın etkilerini dairesel silindir çevresine simetrik olarak yerleştirilen kanat profilleri ile kontrol altına alınması ve kuvvet etkilerinin sınırlandırılması incelenmektedir. Yapılan analizlerde k-epsilon akış koşulları kullanılarak çözümlemeler yapılmıştır. HAD analizlerinde laminer akışta zamana bağlı Reynolds ortalamalı Navier-Stokes denklemleri (URANS) çözümlenmiş ve türbülans modeli olarak k-epsilon türbülans modeli kullanılmıştır. HAD analizleri sonucunda, zaman ortalamalı sürüklenme katsayısı, kaldırma katsayısı, değişimleri elde edilmiştir. Oluşturulan 2 modelin analizlerinde Reynolds sayısı 100 olarak alınmış ve çalışma boyunca sabit tutulmuştur. Elde edilen veriler neticesinde pasif akış kontrol yönteminin etkileri gözlemlenmiştir. Çalışma sonucunda yalın silindir için elde edilen 1,328 değerine sahip çalkantılı sürüklenme kuvveti çalışmamızda simetrik kanatların eklenmesiyle 2,07 değerine kadar çıkmış olsa da çalkantılı kaldırma kuvveti değeri 0,227 değerinden ciddi bir düşüş elde edilmiştir. Bu incelemelerden sonra elde edilen vorticity ve hız çizgileri figürleri incelendiğinde silindir arkasında meydana gelen girdapların simetrik kanatların eklendiği sistemlerde silindirden daha uzak olduğu saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
External flows acting on a blunt object cause eddies behind the object in the flow area, displaying irregular and time-varying flow behavior. Flow irregularities behind blunt objects such as circular cylinders occur in both laminar and turbulent flow situations. It is necessary to develop a control method to control and reduce the effects of these flow irregularities. The main purpose of the developed and used flow control is to reduce the effects of drag, lift, pressure and time-varying forces caused by the flow on the surfaces it comes into contact with, and to limit the negative conditions on the object. In this study, controlling the effects of two-dimensional time-dependent flow with airfoils placed symmetrically around the circular cylinder and limiting the force effects are examined. Analyzes were made using k-epsilon flow conditions. In CFD analysis, time dependent Reynolds mean Navier-Stokes equations (URANS) in laminar flow were solved and k-epsilon turbulence model was used as turbulence model. As a result of CFD analysis, time-averaged drag coefficient, lift coefficient and variations were obtained. In the analysis of the 2 models created, the Reynolds number was taken as 100 and kept constant throughout the study. As a result of the data obtained, the effects of the passive flow control method were observed. As a result of the study, the turbulent drag force obtained for the lean cylinder, which was 1,328, increased up to the value of 2,07 with the addition of the symmetrical wings in our study, but a significant decrease was obtained from the value of the turbulent lift force from 0,227. When the vorticity and velocity lines figures obtained after these examinations were examined, it was determined that the vortices occurring behind the cylinder were farther from the cylinder in systems where symmetrical blades were added.
Benzer Tezler
- İz akışları ve izin kontrolü
Simulation of separated flow around cylinders
ALİ RUHŞEN ÇETE
Yüksek Lisans
İngilizce
1995
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET FEVZİ ÜNAL
- Modifications of wakes from bluff bodies: inviscid and viscous discrete vortex methods
Başlık çevirisi yok
ALPAY YILMAZ
- Passive control of wake from a circular cylinder with a splitter plate: viscous VIC simulation
Dairesel silindirden iz akışının ayırıcı levha ile pasif kontrolu: viskoz VIC benzeşimi
AYDIN MISIRLIOĞLU
- Computation of aerodynamically generated sound for rod-airfoil wake interactions
Airfoil-silinidir etkileşiminde aerodinamik olarak üretilen sesin hesaplanması
ELİF YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHA ZAFER