Girdap yaratıcıların dairesel silindir etrafındaki akışa etkisi
Özet
Dairesel silindir etrafındaki akım, son derece karmaşık yapısı ve mühendislik uygulamalarında sıkça karşılaşılan bir akım tipi olması nedeniyle, yaklaşık bir asırdır hidro-aerodinamik alanda araştırmacıların temel konularından birisi olmuştur. Öte yandan, sınır tabaka ayrılması özellikle dolgun cisimler etrafındaki akışı değiştirerek büyük miktarda enerji kaybına yol açan bir olaydır. Buna bağlı olarak, hidro-aerodinamik pek çok aracın performansı akım ayrılmasının yeri tarafından kontrol edilmektedir. Akım ayrılmasının engellenmesi ya da geciktirilmesi için kullanılan en etkili yöntemlerden biri pasif girdap yaratıcılardır. Girdap yaratıcılar, neden oldukları sınır tabaka içine gömülen girdaplardan dolayı oluşan makro ölçekteki hareketler ile duvar yakınındaki akışın yeniden düzenlenmesini sağlamaktadır. Çalışmadaki amaç, girdap yaratıcıların dairesel silindir etrafındaki akışa ve girdap oluşma mekanizmasına olan etkilerinin deneysel olarak ortaya konmasıdır. Çalışmada, dairesel silindirin yakın iz bölgesi DPIV ile görüntülenmiştir. Deneyler, Newcastle Üniversitesi Emerson Kavitasyon Tüneli’nde gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, 1.6 mm yüksekliğinde, akış yönüne ±10 derece açı yapacak şekilde kullanılan girdap yaratıcıların silindir çevresine dört farklı açıda yerleştirildikleri vakalar ve girdap yaratıcı içermeyen yalın silindir vakası yer almaktadır. Çalışmadaki Reynolds sayısı 41300 ve buna karşılık gelen silindir akış rejimi ise kritik-altı rejimdir. Ölçümlenen akış alanlarının analizi, Reynolds Ayrıştırması ve POD olmak üzere, iki ayrı türbülanslı akış alanı ayrıştırma tekniği ile gerçekleştirilmiştir. İz bölgesindeki girdaplılık, gerilme dağılımı, salınım frekansı gibi pek çok akış özelliği ortaya konmuştur. Yalın silindir vakası için yapılmış olan ölçümler literatür ile karşılaştırılmıştır. Girdap yaratıcıların etkisi, vakaların kendi aralarında ve yalın silindir ile karşılaştırmaları ile belirlenmiş, sonuçlar tartışılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Dairesel silindir etrafındaki akış, girdap yaratıcılar, DPIV.
Tam Metin: PDF