Öndeki Aracın Akışına Maruz Kalan Otobüsün Üzerinde Oluşan Aerodinamik Etkinin Sayısal Olarak İncelenmesi

Yıl 2023, Cilt: 39 Sayı: 1, 116 - 125, 02.05.2023

Mustafa Özden , Kemal Koca

Öz

Bu çalışmada, konvoy konumunda bulunan otobüslerin farklı hızlarda karşıdan esen rüzgâra maruz kaldıklarında aerodinamik özellikleri sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal girişim olarak ticari FloEFD yazılımının eğitim versiyonu kullanılmıştır. Sayısal simülasyon sonucunda hız, türbülanslı enerji dağılım konturları ve sürükleme katsayısı (CD) grafiği elde edilmiştir. Akış görselleştirmeleri olarak, hız ve türbülanslı enerji dağılım konturları, karşıdan gelen rüzgârın ilk otobüsün ön kısmında daha yüksek basınca sahip olmasına neden olduğunu açıkça gösterdi. Ayrıca birinci otobüsün kenarlarında akış ayrılmaları ve girdap yapıları gözlemlenmiştir. Otobüs hızı arttıkça bu akış yapılarının etkileri ve boyutları artmıştır. Bir süre sonra birinci otobüse ait akış ayrımına neden olan girdapların sollamaya çalışan ikinci otobüse çarptığı görülmüştür. Akabinde, CD grafiği açıkça göstermiştir ki, birinci otobüsün girdaplar tarafından indüklenen akış ayrımı, ikinci otobüsün birinci otobüsü geçmeye çalışırken sürükleme katsayısının yaklaşık %3 artmasına neden olmuştur.

Anahtar Kelimeler

Otobüs konvoyu, karşıdan esen rüzgâr, sollama, HAD

Kaynakça

• T.C Ulaştırma ve Altyapı Bakanlığı, veri seti kitapçığı, 2021. https://sgb.uab.gov.tr/uploads/pages/istatistikler/2021-01-veriseti.pdf
• Shladover, S. E., Desoer, C. A., Hedrick, J. K., Tomizuka, M., Walrand, J., Zhang, W. B., McKeown, N., 1991. Automated vehicle control developments in the PATH program. IEEE Transactions on vehicular technology, 40(1), 114-130.
• Davila, A., Del Pozo, E., Aramburu, E., Freixas, A., 2013. Environmental benefits of vehicle platooning. In Symposium on International Automotive Technology 2013 (No. 2013-26-0142).
• Altinisik, A., Yemenici, O., Umur, H., 2015. Aerodynamic analysis of a passenger car at yaw angle and two-vehicle platoon. Journal of Fluids Engineering, 137(12).
• Lammert, M. P., Duran, A., Diez, J., Burton, K., Nicholson, A., 2014. Effect of platooning on fuel consumption of class 8 vehicles over a range of speeds, following distances, and mass (Vol. 7, No. 2). National Renewable Energy Lab. (NREL), Golden, CO (United States).
• McAuliffe, B. R., Ahmadi-Baloutaki, M., 2018. A wind-tunnel investigation of the influence of separation distance, lateral stagger, and trailer configuration on the drag-reduction potential of a two-truck platoon. SAE Int. J. Commer. Veh, 11(2), 125-150.
• Robertson, F. H., Bourriez, F., He, M., Soper, D., Baker, C., Hemida, H., Sterling, M., 2019. An experimental investigation of the aerodynamic flows created by lorries travelling in a long platoon. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 193, 103966.
• Robertson, F. H., Soper, D., Baker, C., 2021. Unsteady aerodynamic forces on long lorry platoons. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 209, 104481.
• Humphreys, H., Bevly, D., 2016. Computational fluid dynamic analysis of a generic 2 truck platoon (No. 2016- 01-8008). SAE Technical Paper.
• Liang, K. Y., Mårtensson, J., Johansson, K. H., 2015. Heavy-duty vehicle platoon formation for fuel efficiency. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 17(4), 1051-1061.
• Davila, A., Nombela, M., 2012. Platooning-safe and eco-friendly mobility (No. 2012-01-0488). SAE Technical Paper.
• Kaluva, S. T., Pathak, A., Ongel, A., 2020. Aerodynamic drag analysis of autonomous electric vehicle platoons. Energies, 13(15), 4028.
• Bruneau, C. H., Khadra, K., Mortazavi, I., 2017. Flow analysis of square-back simplified vehicles in platoon. International Journal of Heat and Fluid Flow, 66, 43-59.
• He, B., Wu, Y., Fu, L., 2008. Influence of vehicle shape on the aerodynamic characteristics of intelligent vehicle platoon. Journal of Jilin University, 38(1), 7-11.
• Li, Q., Dai, W., Yang, Z., Jia, Q., 2020. Investigation on aerodynamic characteristics of tailing vehicle hood in a two-vehicle platoon. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 234(1), 283-299.
• Le Good, G., Resnick, M., Boardman, P., Clough, B., 2021. An investigation of aerodynamic effects of body morphing for passenger cars in close-proximity. Fluids, 6(2), 64.
• Sun, H., Karadimitriou, E., Li, X. M., Mathioulakis, D., 2019. Aerodynamic Interference between Two road vehicle models during overtaking. Journal of Energy Engineering, 145(2), 04019002.
• Chen, F., Peng, H., Ma, X., Liang, J., Pan, X., 2020. Model of driving behavior of truck driver under crosswind. Journal of Tongji University.
• Hu, X. J., Qin, P., Liao, L., Guo, P., Wang, J. Y., Yang, B., 2014. Numerical simulation of the aerodynamic characteristics of heavy-duty trucks through viaduct in crosswind. Journal of Hydrodynamics, 26(3), 394-399.
• Chen, F., Peng, H., Ma, X., Liang, J., Hao, W., Pan, X., 2019. Examining the safety of trucks under crosswind at bridge-tunnel section: A driving simulator study. Tunnelling and Underground Space Technology, 92, 103034.
• Guo, Z., Liu, T., Yu, M., Chen, Z., Li, W., Huo, X., Liu, H., 2019. Numerical study for the aerodynamic performance of double unit train under crosswind. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 191, 203-214.
• Niu, J., Zhou, D., Liang, X., 2018. Numerical investigation of the aerodynamic characteristics of high-speed trains of different lengths under crosswind with or without windbreaks. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 12(1), 195-215. Öndeki Aracın Akışına Maruz Kalan Otobüsün Üzerinde Oluşan Aerodinamik Etkinin Sayısal Olarak İncelenmesi 125
• Zhu, H., Zhigang, Y., 2015. Fluid–structure interaction study of three-dimensional vehicle model under crosswind. Advances in Mechanical Engineering, 7(6), 1687814015591318.
• Ishak, I. A., Mat Ali, M. S., Mohd Yakub, M. F., Shaikh Salim, S. A. Z. (2019). Effect of crosswinds on aerodynamic characteristics around a generic train model. International Journal of Rail Transportation, 7(1), 23-54.
• Ishak, I. A., Ali, M. S. M., Sakri, F. M., Zulkifli, F. H., Darlis, N., Mahmudin, R., Khalid, A., 2019. Aerodynamic characteristics around a generic train moving on different embankments under the influence of crosswind. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 61(1), 106-128.
• 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, 39(4), 1089-1106.
• Gölbaşı, D., Buyruk, E., Şahin, B., Karabulut, K. (2017). Değişik bina modelleri için akış alanlarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi. Tesisat Mühendisliği, 6(162), 32-47.
• Gölbaşı, D., Buyruk, E., Karabulut, K. (2021). Çatılı Bina Modellerinde Binalar Arası Mesafenin ve Bina Yüksekliğinin Akış Yapısı Üzerindeki Etkisinin Deneysel ve Sayısal Olarak İncelenmesi. Türk Doğa ve Fen Dergisi, 10(2), 101-111.
• Gölbaşı, D., Buyruk, E., Karabulut, K. (2022). Experimental and Numerical Investigation of Flow Structures Around Different Binary Building Geometries. Journal of Engineering Thermophysics, 31(1), 173-186.
• Demir, H. (2021). Numerical investigation of wind loads on building with various turbulence models. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 37(2), 356-366.