Dönen Bir Silindir Etrafındaki Akış Yapısının PIV Yöntemi ile Deneysel Olarak İncelenmesi

Yıl 2021, , 431 - 440, 15.12.2021

Cemre Polat , Doğan Burak Saydam , Mustafa Söyler , Coskun Özalp

https://doi.org/10.47495/okufbed.970411

Öz

Bu çalışmada 25 mm çaplı düz yüzeyli bir silindire saat yönü ve saatin tersi yönünde farklı dönme oranları (α=0.5, 1, 1.5, 2, 4) uygulandığında silindir etrafında oluşan akış yapısı deneysel olarak incelenmiştir. Öncelikle silindirin sabit olduğu durum için deneyler gerçekleştirilmiş, daha sonra da silindire farklı hızlarda ve yönlerde silindirin merkezinden dönme hareketi verilerek silindir etrafındaki akış yapısının değişimi incelenmiştir. Düşük dönme oranlarının (α) akış kontrolünde yetersiz olduğu, dönme oranının artması ile akış kontrol etkinliğinin arttığı görülmüştür. Sonuç olarak, düşük dönüş hızlarında silindirin dönme oranının olmadığı duruma benzer girdaplar oluşmaya başlamış ve Karman girdap caddesi dönme yönüne doğru sapmıştır. Fakat dönmenin etkisiyle oluşan girdapların küçülmesi Karman girdap caddesi boyutunu dönmeyen silindire göre daralmıştır. Yüksek dönme oranlarında sınır tabaka ayrılmasının ötelendiği, ölü akış bölgesinin silindire doğru daraldığı ve akış yönünde oluşan Karman girdap caddesinin oluşmadığı gözlenmiştir. Yüksek dönme oranları akış yönünde oluşan girdap kopmalarının tamamıyla ortadan kaybolmasına ve akışın dönme yönüne doğru bozulmadan ilerlemesine neden olmuştur.

Anahtar Kelimeler

Aktif Akış Kontrolü, Silindir, Rotasyon, PIV

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK, Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (OKÜBAP)

Proje Numarası

218M357, OKÜBAP-2019-PT3-010

Teşekkür

Bu çalışma Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (OKÜBAP) ve Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından sırasıyla OKÜBAP-2019-PT3-010 ve TÜBİTAK-218M357 olarak adlandırılan projeler kapsamında desteklenmiştir. OKÜBAP ve TÜBİTAK'a desteklerinden dolayı teşekkür ederiz.

Kaynakça

• [1] Akbıyık, H., Akansu, Y., Yavuz, H. 2017. Active control of flow around a circular cylinder by using intermittent DBD plasma actuators. Flow Measurement and Instrumentation, 53, 215-220.
• [2] Wang, L., Luo, Z., Xia, Z., Liu, B., & Deng, X. (2012). Review of actuators for high speed active flow control. Science China Technological Sciences, 55(8), 2225-2240.
• [3] Firat, E., Ozkan, G. M., & Akilli, H. (2017). PIV measurements in the near wakes of hollow cylinders with holes. Experiments in Fluids, 58(5), 39.
• [4] Xu, C., Mao, Y., & Hu, Z. (2019). Control of cylinder wake flow and noise through a downstream porous treatment. Aerospace Science and Technology, 88, 233-243.
• [5] Pralits, J. O., Brandt, L., & Giannetti, F. (2010). Instability and sensitivity of the flow around a rotating circular cylinder. Journal of Fluid Mechanics, 650, 513.
• [6] Hassanzadeh, R., Rahimi, R., Khosravipour, A., Mostafavi, S., & Pekel, H. (2020). Analysis of natural convection in a square cavity in the presence of a rotating cylinder with a specific number of roughness components. International Communications in Heat and Mass Transfer, 116, 104708.
• [7] Mittal, S., & Kumar, B. (2003). Flow past a rotating cylinder. Journal of fluid mechanics, 476, 303-334.
• [8] Kumar, S., Lopez, C., Probst, O., Francisco, G., Askari, D., & Yang, Y. (2013). Flow past a rotationally oscillating cylinder. Journal of Fluid Mechanics, 735, 307.
• [9] Schulmeister, J. C., Dahl, J. M., Weymouth, G. D., & Triantafyllou, M. S. (2017). Flow control with rotating cylinders. Journal of Fluid Mechanics, 825, 743-763.
• [10] Wang, X. K., Li, Y. L., Yuan, S. Q., & Tan, S. K. (2018). Flow past a near-wall retrograde rotating cylinder at varying rotation and gap ratios. Ocean Engineering, 156, 240-251.
• [11] Alnak, D. E., Varol, Y., Firat, M., Oztop, H. F., & Ozalp, C. (2019). Experimental and numerical investigation of impinged water jet effects on heated cylinders for convective heat transfer. International Journal of Thermal Sciences, 135, 493-508.
• [12] Özalp, C , Polat, C , Saydam, D , Söyler, M . (2020). Dye Injection Flow Visualization Around a Rotating Circular Cylinder . European Mechanical Science , 4 (4) , 185-189 .