2-DIMENSIONAL FLOW INVESTIGATION FOR COMPLEX GEOMETRIES AT LOW REYNOLDS NUMBER

Year 1999, Volume: 1 Issue: 3, 13 - 28, 01.09.1999

Adnan Öztürk Ali Pınarbaşı

Abstract

In this study, the flow around the single circular cylinder, tube banks, aerofoil blade and a
axial turbine blades have been investigated using finite difference computational technique
for steady incompressible viscid flow approach. The Computational Technique used is a
stream function-vorticity formulation of the Laminar flow, steady state incompressible,
continuity. Loss generation and 2-D flow behaviour at the stator-rotor stage were computed
at steady flow and Reynolds number of 1000 by solving Navier stokes equations. In the flow
investigation of the single circular cylinder and the tube banks, the fluid density has been
intreacted by viscous sublayer. The result of cascade blades shown that there was expansion
between the stator and the rotor blades which is resulted from vortex motion

Keywords

Circular cylinder, Aerofoil blade, Cascade blades, Numerical method, 2-D Fluid flow

KOMPLEKS GEOMETRİLER İÇİN DÜŞÜK REYNOLDS SAYISINDA 2-BOYUTLU AKIŞ İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada, Sonlu farklar tekniği kullanılarak, sıkıştırılamaz viskoz bir akışkan için tek tüp, tüp demeti, tek aerofoil kanat ve bir eksenel türbinin kaskat kanadı üzerinde akış incelenmesi yapılmıştır. Kullanılan yöntem, akışkanın Kararlı, Sıkıştırılamaz ve Laminer sabit viskoziteli akımda subsonic hız kabulü ile Süreklilik ve Navier-Stokes denklemlerinin Akım Fonksiyonu-Vorticity metoduyla çözümünden ibarettir. Çalışılan farklı geometrik yapılar Reynolds sayısının 1000 değerinde nümerik olarak çalışılmış olup elde edilen sonuçlar grafik ortama aktarılarak daha önceki çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Tek tüp ve tüp demeti üzerine yapılan incelemede, akış yoğunluğuna etki eden viskoz tabaka etkileşimi gözlemlenmiştir. Kaskat kanatlar üzerinde yapılan çalışmadan elde edilen sonuçlar ise, rotor ve stator kanatları arasında oluşan bölgesel ve kanat izi vortekslerinin akış kararlılığına olan etkisi net olarak gözlemlenmektedir

Keywords

Tek tüp, tek aerofoil kanat, Kaskat kanat, Nümerik metot, 2-Boyutlu akış

References

• AMSDEN, A.A., AND HİRT, C.V. (1973) : " A Simple Scheme for Generating General Curvilinear Grids ", Journal Comp. Phys., Vol. 11, p 348
• BRYAN, K. (1963) : Journal Atoms Sciences, Vol.20, pp 594-606
• EL WAHED, A.K. (1993) : Johnson, M.W., Sproston, J.L., "Numerical Study of Vortex- shedding from Different Shaped Bluff Bodies " , Flow Meas. Intrum., Vol. 4, pp 233-240
• GREENSPAN, D. (1969) : " Numerical Study of Prototype Cavity Flow Problems ", Comput. Journal, Vol.12, pp 89-96
• JOHNSON, M.W. (1990) : " Computation of Flow in a Vortex-shedding Flowmeter " , Flow Meas. Intrum., Vol. 1, pp 201-208
• JORDAN, S.A., RAGAB, S.A. (1994) : " A Large-Eddy Simulation of the Near Wake of a Circular Cylinder " , Turbulence in Complex Flows, FED Vol. 203, pp 1-9
• MOOK, T., DONG, B. (1994) : " Perspektive : Numerical Simulations of Wakes and Blade - Vortex Interaction " ASME Journal of Fluid Eng, Vol. 116, pp 5-21
• ÖZTÜRK, A. (1998) : " Aerofoil Kanatlarda 2-Boyutlu Viskoz Akış İncelenmesi " , Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi
• THOMPSON et al. (1974) : " Automatic Numerical Generation of Body Fitted Curvilinear Coordinate System for Field, Containing Any Number of Arbitrary 2-D Bodies " Journal of Comp. Phys., Vol.15
• YAMAMOTO, A., MURAO, R., SUZUKİ, Y., AOİ, Y. (1995) : " A Quasi-Unsteady Study on Wake Interaction of Turbine Stator and Rotor Cascades " ASME Journal of Turbomachinery, Vol. 117, pp 553-561