Eğimli kritik altı açık kanal akımının sayısal modellemesi
Öz
Bu çalışmada, kritik altı akım koşullarına sahip eğimli açık kanal akımının farklı şartlarda sayısal modellemesi yapılmıştır. Sayısal modellemelerde akımın hareketini sağlayan temel denklemler, sonlu hacimler yöntemine dayalı çözüm yapan ANSYS Fluent paket programı yardımıyla iki boyutlu çözülmüştür. Su yüzü profilinin belirlenmesinde ise Akışkan Hacimleri Yöntemi kullanılmıştır. Sayısal modellemede, türbülansın çözümünde Re-Normalization Group (RNG), Kayma Gerilmesi Taşınımı (Shear Stress Transport-SST), Reynolds Gerilme Modeli (Reynolds Stress Model-RSM) ve Detached Eddy Simülasyon (DES) modelleri kullanılmıştır. Sayısal modelleme sonuçları üzerinde ağ yapısının etkisinin olup olmadığının belirlenmesi için Ağ Yakınsama İndeksi yöntemi kullanılmıştır. Farklı türbülans kapatma modelleri kullanılarak, farklı akım şartlarında elde edilen sayısal hız profilleri deneysel profillerle karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda, RNG mocdeli sadece Durum 5’te, SST modeli Durum 1, Durum 6 ve Durum 7’de, RSM modeli Durum 3’te ve DES modeli ise Durum 2 ve Durum 4’te deneysel verilere en yakın tahminde bulunmuştur. Çalışma sonucunda, hafif eğimli kritik altı açık kanal akımının sayısal çözümünde SST modelinin başarılı bir şekilde kullanılabileceği belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
Ağ yakınsama indeksi, Akışkan hacimleri yöntemi, Hesaplama ağı, Kritik altı açık kanal akımı, Sayısal model
Destekleyen Kurum
Harran Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri birimi
Proje Numarası
18197
Teşekkür
Bu çalışma, Harran Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri birimi (HÜBAP) tarafından 18197 numaralı projeler ile maddi olarak desteklenmiştir.
Kaynakça
- Akoz, M. S., Şimşek, O. & Soydan, N. G. (2019). Numerical Modeling of Interaction of Turbulent Flow with a Buried Circular Cylinder on a Plane Surface, Teknik Dergi, 30(6), 9621-9645.
- Ayhan, İ, Şimşek, O., Gümüş, V. & Avşaroğlu, Y. (2020). H2 Su Yüzü Profiline Sahip Açık Kanal Akımının Sayısal Modellemesi, Euroasia Journal of Mathematics-Engineering Natural & Medical Sciences, 8 (1), 33-42.
- Bal, Ş. (2019). Değişken Enkesitli Açık Kanal Akımının Deneysel ve Sayısal Modellemesi. Yüksek Lisans Tezi, Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Şanlıurfa, 97s.
- Gumus, V., Simsek, O., Soydan, N. G., Akoz, M. S. & Kırkgoz, M. S. (2016). Numerical Modeling of Submerged Hydraulic Jump From a Sluice Gate, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 142(1), 04015037.
- Gümüş, V. (2014). Dolusavak Akımının Sayısal Modellemesi. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Adana, 129s.
- Hirt, C. W. & Nichols, B. D. (1981). Volume of Fluid (VOF) Method for the Dynamics of Free Boundaries, Journal of Computational Physics, 39(1), 201-225.
- Kırkgöz, M. S. (2018). Çözülmüş Problemlerle Akışkanlar Mekaniği, Birsen Kitabevi, ISBN 978-000-003-0221, İstanbul, 561s.
- Launder,B. E., Reece, G. J. & Rodi, W. (1975). Progress in the Development of a Reynolds-Stress Turbulence Closure, Journal of Fluid Mechanics, 68(3), 537-566.
- Menter, F. R. (1994). 2-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications. AIAA Journal, 32(8), 1598-1605.
- Roache, P. J. (1994). Perspective-a Method for Uniform Reporting of Grid Refinement Studies, Journal of Fluids Engineering-Transactions of the ASME, 116(3), 405-413.