Farklı Mesafeli ve Çatısız Binalar Etrafındaki Akış Özelliklerinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Yıl 2021, Cilt: 62 Sayı: 704, 468 - 485, 22.09.2021

Deniz Gölbaşı , Ertan Buyruk , Koray Karabulut

https://doi.org/10.46399/muhendismakina.876601

Öz

Çalışmada, üçlü-çapraz yerleştirilmiş ve binalar arası mesafenin 7.5 cm ve 10 cm olduğu 5cmx5cmx5cm boyutlarında çatısız binalar etrafındaki akış yapıları deneysel olarak Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçüm (PIV) tekniği kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca, çatısız bir binanın etrafındaki akış analizi daimi, üç boyutlu, k-ε türbülans modelli ANSYS Fluent programıyla sayısal olarak yapılmış ve ulaşılan sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Çalışmada, akım çizgisi <ψ> ve hız vektörleri dağılımları çizilmiş ve ortalama eşdeğer hız eğrileri faklı binalar arası mesafeler için araştırılmıştır. 7.5 cm’ lik mesafeye göre, 10 cm’ lik mesafede jet akış bölgesinin oldukça genişlediği ve çapraz olarak yerleştirilen bina çevresindeki ayrılmış akış bölgesinin küçüldüğü belirlenmiştir. Bununla birlikte, deneysel ve sayısal sonuçlar arasında en fazla % 3’ lük bir farklılık bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

Bina aerodinamiği, parçacık görüntülemeli hız ölçümü (PIV), girdap

Destekleyen Kurum

Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (CÜBAP)

Proje Numarası

M-531

Teşekkür

Bu çalışma, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (CÜBAP) birimi tarafından M-531 proje numarası ile desteklenmiştir.

Experimental Research of Flow Characteristics Around Buildings without Roof Placed Different Distance and Triple-Diagonal

Öz

In study, flow structures around buildings placed triple-diagonal and 7.5 cm and 10 cm distances between buildings with dimensions of 5cmx5cmx5cm without roof were investigated as experimental by using Particle Image Velocimetry (PIV) technique. Besides, flow analysis vicinity one building without roof as numerical with ANSYS Fluent program having unsteady, three dimensional, k-ε turbulance model was done and the attained results were matched with these of experimental. In the work, distributions of streamline <ψ> and velocity vectors were drawn and average equivalent velocity curves were researched for different distances between buildings. It was determined that jet flow region fairly enlarged at 10 cm distance according to distance of 7.5 cm and flow separation area around building placed as diagonal shrank. However, it was found that there is at most a 3% differences between experimental and numerical results.

Anahtar Kelimeler

Building aerodynamic, particle image velocimetry (PIV), vortex

Proje Numarası

M-531

Kaynakça

• [1] Gölbaşı, D., Buyruk, E., Şahin, B., Karabulut, K. 2017. “Değişik Bina Modelleri için Akış Alanlarının Deneysel ve Sayısal Olarak İncelenmesi”, Tesisat Mühendisliği, cilt 6, sayı 162 s. 32-47. https://www.mmo.org.tr/istanbul-merkez/tesisat-muhendisligi-dergisi/eylul-ekim-2017-sayi-161.
• [2] Tutar, M., Oguz, G. 2002. “Large Eddy Simulation of Wind Flow Around Parallel Buildings with Varying Configurations, Fluid Dynamics Research”, cilt 31, sayı 5-6, s. 289-315. https://doi.org/10.1016/S0169-5983(02)00127-2.
• [3] Blocken, B., Dezsö, G., Beeck, J., Carmeliet, J. 2009. “The Mutual Influence of Two Buildings on Their Wind Driven Rain Exposure and Comments on the Obstruction Factor”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, cilt 97, sayı 5-6, s. 180-196. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2009.06.003.
• [4] Gölbaşı, D., Buyruk, E., Karabulut, K. 2018. “Experimental and Numerical Research of the Flow Features Around the Building Pairs with Different Types”, Cumhuriyet Science Journal, cilt 39, sayı 4, s. 1089-1106. https://doi.org/10.17776/csj.393304.
• [5] Gölbaşı, D., Buyruk, E., Şahin, B., Karabulut, K., Kılınc, F. 2017. “Bina Yüksekliği Değişiminin Akış Yapıları Üzerindeki Etkisinin Deneysel ve Sayısal Olarak İncelenmesi”, ULİBTK’17 21. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, 13-16 Eylül 2017, Çorum. https://www.researchgate.net/publication/327051437_Bina_Yuksekligi_Degisiminin_Akis_Yapilari_Uzerindeki_Etkisinin_Deneysel_ve_Sayisal_Olarak_Incelenmesi.
• [6] Daemei, A. B., Eghbali, S. R. 2019. “Study on Aerodynamic Shape Optimization of Tall Buildings Using Architectural Modifications In Order to Reduce Wake Region”, Wind and Structures, cilt 29, sayı 2, s. 139-147. http://dx.doi.org/10.12989/was.2019.29.2.139.
• [7] Wheatley, C., Baumann, M., Gutierrez, S. M. 2020. “Aerodynamic Mitigation of Origami-Inspired Building Structures Subjected to Hurricane Wind Loads”, Proc. SPIE 11377, Behavior and Mechanics of Multifunctional Materials IX, 1137708, 18 Mayıs 2020, Online. https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11377/1137708/Aerodynamic-mitigation-of-origami-inspired-building-structures-subjected-to hurricane/10.1117/12.2558972.short?SSO=1.
• [8] Yan, B., Li, Q. S. 2016. “Wind Tunnel Study of Interference Effects Between Twin Super-Tall Buildings with Aerodynamic Modifications”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, cilt 156, s. 129-145. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2016.08.001.
• [9] Gölbaşı, D. 2015. “Yerleşim Alanları İçerisinde Farklı Geometrilere Sahip Yapılar Üzerinde Isı Transferi ve Akış Yapılarının Deneysel ve Teorik Olarak İncelenmesi”, Doktora Tezi, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sivas. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp.
• [10] Gousseau, P., Blocken, B., Stathopoulos, T., Heijst, G. J. F. 2011. “CFD Simulation of Near Field Pollutant Dispersion on A High Resolution Grid: A Case Study by Les and Rans for A Building Group in Downtown Montreal”, Atmospheric Environment, cilt 45, sayı 2, s. 428-438. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2010.09.065.
• [11]FLUENT, 2003. “Fluent 6.1 User's Guide”, Fluent Inc., Lebanon. http://jullio.pe.kr/fluent6.1/help/pdf/ug/fl61ug.pdf.