Numerical and experimental analysis of a helical hydrokinetic turbine
Helezonik bir hidrokinetik türbinin sayısal ve deneysel analizleri
- Tez No: 972840
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET İSHAK YÜCE, DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKMEN ÖZTÜRKMEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, dört kanatlı helisel bir hidrokinetik türbinin oluşturduğu art izi etkisinin sayısal ve deneysel yöntemlerle incelenmesini kapsamaktadır. İlk aşamada, GOE365, NACA0012, NACA2410 ve NACA22112 profilleri üzerinde ANSYS Fluent'in ayrık adjoint çözücüsü kullanılarak hidrofil optimizasyonu yapılmış ve tüm hücum açılarında üstün Cl/Cd performansı sergileyen optimize edilmiş bir tasarım elde edilmiştir. Sonrasında yapılan kord uzunluğu ve kanat sayısı analizleri, 20 cm kord uzunluğu ve 0.25 doluluk oranına sahip dört kanatlı bir konfigürasyonun 0.433 maksimum Cp değeri ile en iyi performansı sağladığını göstermiştir. Kanat burulma açılarının incelenmesi sonucunda ise, 90° burulma açısında ve TSR=3.00 değerinde 0.430 güç katsayısı ile en yüksek aerodinamik verim elde edilmiştir. Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS) malzeme ile üretilen türbin, 53.57% blokaj oranına sahip, sabit 183 m³/h debili dairesel akışlı bir kanalda test edilmiştir. 13 farklı kesitte Akustik Doppler Hızölçer kullanılarak hız verileri toplanmış ve SST k-ω modeli ile elde edilen sayısal sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Deneysel bulgular, türbülans şiddeti ve hız açığına göre türbin art izi etkisinin 17.5–25 RD mesafede, kesit hız profillerinin normalleşmesine göre ise 90–100 RD mesafede sona erdiğini ortaya koymuştur. Bulgular, seri türbin dizilimlerinin söz konusu olduğu durumlarda art izi etkisi analizinde kesit hız profili toparlanmasının da dikkate alınmasının önemini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
This study presents a combined numerical and experimental investigation into the wake characteristics of a four-bladed helical hydrokinetic turbine. Initially, hydrofoil optimization was performed using the discrete adjoint solver in ANSYS Fluent on GOE365, NACA0012, NACA2410, and NACA22112 profiles, yielding an optimized design with superior Cl/Cd performance across all angles of attack. Subsequent chord length and blade number analyses identified a 4-bladed configuration with a 20 cm chord length and 0.25 solidity as optimal, achieving a maximum Cp of 0.433. Twist angle evaluation revealed peak aerodynamic efficiency Cp=0.430 at 90° and TSR=3.00. The turbine was manufactured from Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) material and tested in a recirculating channel with 53.57% blockage ratio and constant 183 m³/h flow. Velocity measurements at 13 downstream sections were acquired using Acoustic Doppler Velocimetry, and compared with SST k-ω numerical simulations. Experimental results indicated wake dissipation between 17.5–25 Rotor Diameter (RD) based on turbulence intensity and velocity deficit, while velocity profile normalization occurred at 90–100 RD. The findings highlight the importance of incorporating velocity profile recovery into wake spacing assessments for serial turbine arrangements.
Benzer Tezler
- Mini kanallar içerisinde tek fazlı akış ve ısı taşınımının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental analysis of fluid flow and convective heat transfer in mini-channels
NİHAL UĞURLUBİLEK
Doktora
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL YALÇIN URALCAN
- Centifuge modelling and numerical analysis of helical pile in expansive soil
Şişen toprakta sarmal kazığın santrifüj modellemesi ve sayısal analizi
RANEEN ALI JASIM AL-LAMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Gedik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REDVAN GHASEMLOUNIA
- Boru içerisine yerleştirilen farklı tip türbülatörlerin ısıl performans karakteristiklerinin sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of the thermal performance characteristics of different types of turbulators placed in the pipe
TAHA TUNA GÖKSU
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RASİM BEHÇET
DOÇ. DR. İBRAHİM HALİL YILMAZ
- Experimental and numerical investigation of radial-radialswirlers under different confinement conditions
Radyal-radyal döndürücülerin farklı hapsetme koşullarında deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
FIRAT KIYICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA PERÇİN
- Siklon giriş geometrisinin siklon verimine etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effect of cyclone entrance geometry on cyclone efficiency
ALİ ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHARREM HİLMİ AKSOY