Control of the flow downstream of a backward-facing step
Geriye dönük bir adımda aşağı akışın kontrolü
- Tez No: 891441
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ TURAL TUNAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Adana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Aktif ve pasif akış yöntemlerini kullanarak geriye dönük adım etrafındaki akışı kontrol etmek için nümerik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Coanda aktüatör aktif akış kontrol metodu olarak kullanılırken, eğimli çift basamaklı geriye dönük adım da pasif akış kontrol yöntemi olarak kullanılmıştır. Araştırma, basamak yüksekliği ve serbest akış hızı baz alınarak 𝑅𝑒ℎ = 6000, 9600 ve 20000 Reynolds sayılarında gerçekleştirilmiştir. Geriye dönük adım üzerindeki akışın çözümü için, Spalart-Allmaras, gerçekleştirilebilir k-epsilon ve SST k-omega olmak üzere üç farklı türbülans modeli test edilmiştir. Deneysel verilerle karşılaştırıldığında, Spalart-Allmaras modeli yeniden bağlanma uzunluğu, Xr'ı, %0,95 hatayla tahmin ettiğini gösterdi. Ancak, SST k-omega modeli girdap bölgesinde eksenel hızı maksimum %5 hatayla tahmin etti. Akış kontrolü olmayan, değiştirilmemiş geriye dönük adım durumunda, yeniden bağlanma uzunluğu sırasıyla 𝑅𝑒ℎ = 6 × 103, 9.6 × 103 ve 20 × 103 için Xr/h = 4.40, 4.16, 4.20 şeklinde bulunmuştur. Coanda aktüatörü aracılığıyla yapılan aktif akış kontrolü sonucunda CM = 0.02 momentum katsayısı kullanılarak, Reh = 6 × 103, 9.6 × 103, 20 × 103 için, yeniden bağlanma uzunluğu sırasıyla Xr/h = 1.0, 0.58 ve 0.56'ya düşmüştür. Daha büyük momentum katsayısı, yani CM ≥ 0.06 kullanıldığında girdap bölgesi tamamen ortadan kalktı. Eğimliçift basamaklı geriye dönük adım yoluyla pasif akış kontrolü durumunda, üst basamak yüzeyinin eğim açısı, α = 15 derece ve alt basamak yüzeyinin, β = 70 derece kombinasyonları kullanılarak yeniden bağlanma uzunluğundaki maksimum bağıl yüzde azalma %20.2 olmuştur. Öte yandan, α = 75 derece ve 90 derece dahil olmak üzere diğer eğimli yüzey kombinasyonları, değiştirilmemiş BFS geometrisi ile elde edilenden daha uzun yeniden bağlanma uzunluğuyla sonuçlanmıştır
Özet (Çeviri)
A numerical study was performed to control the characteristics of the flow through the backward-facing step with the aid of active and passive control methods. The Coanda actuator was used as the active flow control method while the inclined double backward-facing step surfaces were used as the passive flow control method. The investigations were performed for the Reynolds Numbers of Reh=6000, 9600, and 20000 based on step height, h, and the free stream velocity. Three different turbulence models, i.e., Spalart-Almaras, realizable k-epsilon and SST k-omega turbulence models, were tested for the solution of the flow over the backward-facing step. The results, which were validated using the experimental data, shown that the Spalart-Allmaras model estimated the reattachment length, with an error of 0.95%. However, in the recirculation region, the SST k-omega estimated the axial velocity with a maximum error of 5%. In the case of an unmodified backward-facing step with no flow control, the reattachment length was found as Xr/h = 4.40, 4.16, 4.20 for , and. As the results of the active flow control via the Coanda actuator, at the momentum coefficient of CM = 0.02, the reattachment length was reduced to Xr/h = 1.0, 0.58, and 0.56 for Reh = 6000, 9600, 20000, respectively. Using a larger momentum coefficient, i.e., CM ≥ 0.06, completely vanished the recirculation region. In the case of passive flow control via inclined double backward-facing step, the maximum relative percent reduction of the reattachment length was 20.2% using the combinations of the inclination angle of upper step surface, α = 15 degree, and lower step surface, β = 70 degree. On the other hand, the other inclined surface combinations, including α = 75 degree and 90 degree, resulted longer reattachment length than the one obtained with unmodified BFS geometry
Benzer Tezler
- Geleneksel üretim sistemlerinden tam zamanında üretim sistemine dönüşümünün tasarlanmasında simülasyon yaklaşımı
Başlık çevirisi yok
TİJEN ERTAY
- Yüke bağlı imalat kontrolü
Load-oriented manufacturing control
MURAT ER
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. MURAT DİNÇMEN
- Flow control downstream of a circular cylinder via a surrounding meshy cylinder in shallow water
Sığ suda ağ yapılı silindir vasıtasıyla dairesel silindirin akış kotrolü
GÖKTÜRK MEMDUH ÖZKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN AKILLI
- Flow control downstream of a circular cylinder by a permeable circular cylinder in deep water
Dairesel silindirin arkasındaki akışın ağ yapılı silindir tarafından derin suda kotrolü
BENGİ GÖZMEN
Doktora
İngilizce
2013
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. HÜSEYİN AKILLI
- Flow control of a cylinder in shallow water using perforated cylinder
Gözenekli silindir kullanarak sığ suda silindir etrafındaki akışın kontrolü
ENGİN PINAR
Doktora
İngilizce
2013
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. BEŞİR ŞAHİN