Serbest yüzey yakınına yerleştirilmiş silindirler etrafında akış ve ısı geçişinin incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ÖZGE YETİK
Danışman: NECATİ MAHİR
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, serbest yüzeyli akış alanı içerisine yüksekliği ve genişliği D olan iki kare kesitli silindir etrafında akış ve silindirlerde taşınım ile ısı geçişi sayısal olarak incelenmiştir. Akış alanına silindirler art arda ve yan yana yerleştirilip iki ve üç boyutlu simulasyonlar gerçekleştirilmiştir. Akışı ve sıcaklık dağılımını incelemek için üç boyutlu süreklilik denklemi, Navier-Stokes denklemleri ve enerji denklemi çözülmüştür. Basınç ve hızlar Semi Implicit Method for Pressure Linked Equations (SIMPLE) metodu kullanılarak hesaplanmıştır. Viskoz terimlerin ayrıştırılmasında merkezi farklar, taşınım terimlerinin ayrıştırılmasında Quadratic Upwind Interpolation (QUICK) metodu kullanılmıştır. Serbest yüzeydeki akışı değerlendirmek için de Volume of Fluid (VOF) metodu kullanılmıştır. Kodlar FORTRAN programlama dili kullanılarak yazılmıştır. x ve y yönlerinde uniform olmayan ağ yapısı aynı zamanda silindir ve serbest yüzey yakınında daha sık ağ yapısı kullanılmıştır. Pr sayısı 7.0; Fr sayısı 0,3 alınmıştır. Art arda yerleştirilmiş silindirlerin etrafındaki akışın ve ısı geçişinin incelenmesinde Re sayısı 180, 250 ve 400, silindirler arası mesafe 1,5D ve 4,0D alınmıştır. Akış derinliği 16D için serbest yüzeye uzaklık 0,25D; 0,5D; 0,75D; 1,0D; 1,5D; 2,5D; 4,5D ve 5,5D, akış derinliği 4,0D ve 8,0D için serbest yüzeye uzaklık 0,25D; 0,5D; 0,75D; 1,0D ve 1,5D alınmıştır. Yan yana yerleştirilmiş silindirler için akış ve ısı geçişi simulasyonu Re sayısı 180 ve 250, akış derinliği 16D için serbest yüzeye uzaklık 0,25D; 0,75D; 1,5D; 2,5D ve 4,5D; silindirler arası mesafe 0,5D; 1,0D ve 2,0D alınarak, akış derinliği 8D için ise serbest yüzeye uzaklık 0,25D; 0,75D; 1,5D ve 2,5D; silindirler arası mesafe 0,5D; 1,0D ve 2,0D alınarak incelenmiştir. Çalışmada serbest yüzeyin altındaki silindirlerin arasındaki ve iz bölgesindeki girdap ve eş sıcaklık eğrileri elde edilmiştir. Serbest yüzeye uzaklığının, silindirler arasındaki mesafenin, akışın derinliğinin ve Re sayılarının; ortalama direnç katsayısına, kaldırma kuvveti katsayısının maksimum değerine, Strouhal ve Nusselt sayılarına etkileri araştırılmıştır.