Akış Kontrol Çubuğu İle Kare Kesitli Bir Küt Cisim Etrafındaki Akış Kontrolünde Hücum Açısının Girdap Kopma Olayına Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, pasif akış kontrol elemanı olarak kullanılan dairesel kesitli bir çubuk ile kare kesitli bir küt cisim etrafındaki akış durumunda hücum açısının girdap kopma olayına etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Hücum açısının değeri 0’ye eşit iken öndeki kontrol çubuğu ile kare model serbest akışa göre ardışık olarak durmaktadırlar. Deneyler Reynolds sayısının 1.0 x 104 değerinde, d/D=0.25 çap oranında, hücum açısının 0 90 aralığında, iki cisim arasındaki boyutsuz mesafe olan L/D’nin 1, 2, 3 ve 4 değerlerinde gerçekleştirilmiştir. Hız ölçümleri sabit sıcaklık anemometresi (CTA) ile yapılmış olup, girdap kopma frekansları hız-zaman değişiminin spektral analizinden elde edilmiştir. Duman tel yöntemi ile akış görünür hale getirilerek akış ayrılması, yeniden tutunması ve girdap oluşum bölgesinin özellikleri ortaya konulmuştur. L/D=2 ve 3 konumlarındaki =0° hücum açısında, sürükleme kuvvetinde dikkate değer azalmalara ve ısı transferinde önemli artışlara neden olan yüksek girdap kopma frekansına sahip akış yapısı elde edilmiştir. Bu akış yapısının =10°’ye kadar artan hücum açısı ile azalarak devam ettiği görülmüştür. Hücum açısının daha da arttırılması ile akış kontrol çubuğunun girdap oluşum yapısı üzerindeki etkisi tamamen ortadan kalkmaktadır

Keywords

• Pasif akış kontrolü, Kontrol çubuğu, Kare prizma, Hücum açısı, Girdap kopması

The Effect of Attack Angle to Vortex Shedding Phenomenon of Flow Around a Square Prism with a Flow Control Rod

Abstract

In this study, the effect of attack angle on vortex shedding phenomena in the case of flow around the square prism as a bluff body and the circular rod which used as flow control component was experimentally investigated. While the value of attack angle equal to 0, the upstream control rod and square prism are in tandem arrangement to free stream. Experiments were conducted at Reynolds number of 1.0 x 104, for the diameter ratio of d/D=0.25, the attack angle between 0 90, and the value of normalized distance between two prism L/D is 1, 2, 3, and 4. The velocity measurements were conducted by means of constant temperature anemometer (CTA) as well as vortex shedding frequencies obtained by the spectral analysis of velocity-time history. Characteristics of the vortex formation region and location of flow attachments, reattachments, and separations were observed by means of the smoke-wire flow visualizations. At the angle of attack 0° of the location L/D=2 and 3, the flow structure that possess high vorex shedding frequency which causes remarkable reductions on the drag force and significant increase in the heat transfer was obtained. This flow structure continous to decrease with increasing attack angle up to around 10°. By further increasing of attack angle, the effect of flow control rod on vortex shedding frequency disappears completely

Keywords

• Passive flow control, Control rod, Square prism, Attack angle, Vortex shedding