Silindir Etrafındaki Kararsız Akışın Farklı Türbülans Modelleri ile Sayısal Olarak İncelenmesi

Yıl 2019, Cilt: 6 Sayı: 1, 77 - 84, 28.06.2019

İlyas Karasu

https://doi.org/10.35193/bseufbd.560925

Cited By: 2

Öz

Bu çalışmada, kritik altı olan 5000 Reynolds sayısında
silindir etrafındaki kararsız akış farklı türbülans modelleri ile sayısal
olarak incelenmiş ve bu modellerin performansları test edilmiştir. Çalışmada,
aynı şartlarda aynı ağ yapısında türbülans modelleri olarak LES, k-ω tabanlı
DES, k-ε Realizable ve k-k_L-ω transition modelleri kullanılmıştır.
Benzeşimlerden elde edilen sayısal ortalama akış yapısı, sürükleme kuvvet
katsayısı ve Strouhal sayısı sonuçları, literatürden benzer şartlarda yapılan
bir deneysel çalışmanın sonuçlarıyla kıyaslanmıştır.  İncelenen parametreleri LES ve DES modelleri
düşük hata ile tahmin etmiştir. Diğer modellerden k-k_L-ω transition
modeli sadece Strouhal sayısını iyi sonuç verirken, k-ε Realizable modeli akış
yapısını k-k_L-ω transition modeline göre daha iyi verse de Strouhal
sayısı ve sürüklenme katsayısı değerini daha yüksek hata ile vermiştir.

Anahtar Kelimeler

Kararsız Akış, Küt Cisim, Kritik altı Reynolds Sayısı, Türbülans Modeli

Kaynakça

• Pinar, E., Ozkan, G. M., Durhasan, T., Aksoy, M. M., Akilli, and H., Sahin, B. 2015. Flow structure around perforated cylinders in shallow water. Journal of Fluids and Structures, 55, 52-63.
• Ozgoren, M., Pinar, E., Sahin, B., and Akilli, H.,2011. Comparison of flow structures in the downstream region of a cylinder and sphere. International Journal of Heat and Fluid Flow, 32(6), 1138-1146.
• Rashidi, S., Hayatdavoodi, M., and Esfahani, J. A. (2016). Vortex shedding suppression and wake control: A review. Ocean Engineering, 126, 57-80.
• Najafi, L., Firat, E. and Akilli, H. 2016. Time-averaged near-wake of a yawed cylinder. Ocean Engineering, 113, 335-349.
• Young M. E. and Ooi A., 2007. Comparative Assessment of LES and URANS for Flow Over a Cylinder at a Reynolds Number of 3900. 16th Australasian Fluid Mechanics Conference Crown Plaza, Gold Coast, Australia 2-7 December
• Palkin, E., Mullyadzhanov, R., Hadžiabdić, M., and Hanjalić, K., 2016. Scrutinizing URANS in shedding flows: the case of cylinder in cross-flow in the subcritical regime. Flow, Turbulence and Combustion, 97(4), 1017-1046.
• Prsic, M. A., Ong, M. C., Pettersen, B., and Myrhaug, D. 2014. Large Eddy Simulations of flow around a smooth circular cylinder in a uniform current in the subcritical flow regime. Ocean Engineering, 77, 61-73.
• Rosetti, G. F., Vaz, G., and Fujarra, A. L. 2012. URANS calculations for smooth circular cylinder flow in a wide range of Reynolds numbers: solution verification and validation. Journal of Fluids Engineering, 134(12), 121103.
• Mannini, C.,2015. Applicability of URANS and DES simulations of flow past rectangular cylinders and bridge sections. Computation, 3(3), 479-508.
• Kim, S., Wilson, P. A., and Chen, Z. M. ,2015. Large-eddy simulation of the turbulent near wake behind a circular cylinder: Reynolds number effect. Applied Ocean Research, 49, 1-8.
• Sidebottom, W., Ooi, A., and Jones, D. (2015). A parametric study of turbulent flow past a circular cylinder using large eddy simulation. Journal of Fluids Engineering, 137(9), 091202.
• You, J. Y., and Kwon, O. J. (2010). Numerical comparisons between URANS and hybrid RANS/LES at a high reynolds number flow using unstructured meshes. International Journal of Aeronautical and Space Sciences, 11(1), 41-48.
• Tian, X., Ong, M. C., Yang, J., and Myrhaug, D. 2013. Unsteady RANS simulations of flow around rectangular cylinders with different aspect ratios. Ocean Engineering, 58, 208-216.
• Soydan, N. G., Şimşek, O., ve Aköz, M. S.,2018, Köprü Ayağı Etrafındaki Türbülanslı Akımın Sayısal ve Deneysel Analizi. Politeknik Dergisi, 21(1), 137-147.
• Fluent, A. N. S. Y. S. 2018. Ansys Fluent Theory Guide. ANSYS Inc., USA.
• Zhang, H., Yang, J. M., Xiao, L. F., and Lü, H. N.,2015. Large-eddy simulation of the flow past both finite and infinite circular cylinders at Re= 3900. Journal of Hydrodynamics, 27(2), 195-203.
• Ozkan, G. M., Firat, E., and Akilli, H. 2017. Passive flow control in the near wake of a circular cylinder using attached permeable and inclined short plates. Ocean Engineering, 134, 35-49.
• Norberg C., 1998. LDV-measurements in the near wake of a circular cylinder. Advances in Understanding of Bluff Body Wakes and Vortex-Induced Vibration, Washington DC, June.