Araştırma Makalesi

Farklı Ağ Elemanı Boyutlarının ve Türbülans Modellerinin Düz Levha Sürtünme Direnci Üzerindeki Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi

Sayı: 223 24 Ağustos 2023
PDF İndir
TR EN

Farklı Ağ Elemanı Boyutlarının ve Türbülans Modellerinin Düz Levha Sürtünme Direnci Üzerindeki Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi

Öz

Geminin hız gereksinimini karşılayacak makine gücünü belirlemek için gemi direncinin doğru bir şekilde tahmin edilmesinde kullanılan model deneyleri yönteminde model deneylerinin sonuçları ölçeklendirilerek modelden gemiye aktarılır ve gemi direnci belirlenir. Bu aktarımda uygulanan işlem adımlarında düz bir levhanın sürtünme direncinin belirlenmesi önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada iki boyutta düz bir levha üzerindeki akış 7 farklı Reynolds sayısı aralığında hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak standart k-ε (gelişmiş duvar yaklaşımı ile) ve SST k-ω türbülans modelleri ile analiz edilmiştir. Analizler neticesinde yerel ve toplam sürtünme katsayıları ampirik bağıntılarla karşılaştırılmış, farklı ağ boyutlarının sayısal çözümler üzerinde etkisi incelenmiş ve türbülans modelleri karşılaştırılmıştır. Öncelikle akış yönünde eleman sayısı ve ilk ağ elemanın duvardan olan mesafesinin değiştirildiği ağ yapıları oluşturulmuştur. Bu ağ yapılarının seçilen türbülans modellerinde sürtünme direnç katsayıları ile olan ilişkisini belirleyebilmek için en düşük ve en yüksek hızda analizler gerçekleştirilmiştir. Analizler neticesinde akış yönündeki eleman sayısının toplam direnç katsayısı üzerinde etkisinin çok az olduğu görülmüştür. Buna karşın ilk ağ elemanın duvardan olan mesafesi özellikle düşük Reynolds sayısında gerçekleştirilen analizlerde etkilidir. En düşük ve en yüksek hızlarda gerçekleştirilen analizlerde yerel sürtünme direnç katsayısı eğrisinin ampirik bağıntılarla olan uyumlu olduğu ağ yapısında tüm hızlar için analizler gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak toplam sürtünme direnç katsayısı ve maksimum sınır tabaka kalınlıkları SST k-ω türbülans modeline göre standart k-ε (gelişmiş duvar yaklaşımı ile) türbülans modelinde daha büyük çıkmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. 1957 "Proceedings of the 8th ITTC." Madrid, Spain 1957, published by Canal de Experiencias Hidrodinamicas, El Pardo, Madrid.
  2. Anderson, J. D. J. P. t. (2005). "Ludwig Prandtl’s boundary layer.", Physics today , 58(12): 42-48.
  3. Bose, N., et al. (2002). "Final Report and Recommendations to the 23rd ITTC." Proceedings of the 23rd ITTC.
  4. Boussinesq, J. (1877). Essai sur la théorie des eaux courantes, Imprimerie nationale Campana, E., et al. (2008). The Resistance Committee-Final Report and recommendations to the 25th ITTC. 25th International Towing Tank Conference.
  5. Coles, D. (1956). "The law of the wake in the turbulent boundary layer." Journal of Fluid Mechanics 1(2): 191-226. Date, J. C. and S. R. Turnock (1999). A study into the techniques needed to accurately predict skin friction using RANS solvers with validation against Froude's historical flat plate experimental data.
  6. Eça, L., et al. (2008). "The numerical friction line." Journal of marine science and technology, 13(4): 328-345.
  7. Fluent, A. (2015). Ansys Fluent Theory guide, ANSYS Inc.
  8. Froude, W. (1872). "Experiments on the surface-friction experienced by a plane moving through water." British Association for the Advancement of Science 42: 118-124.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

24 Ağustos 2023

Gönderilme Tarihi

7 Şubat 2023

Kabul Tarihi

9 Mart 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Sayı: 223

Kaynak Göster

APA
Aksu, E. (2023). Farklı Ağ Elemanı Boyutlarının ve Türbülans Modellerinin Düz Levha Sürtünme Direnci Üzerindeki Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi. Gemi ve Deniz Teknolojisi, 223, 29-46. https://doi.org/10.54926/gdt.1248594