Çift elips yapısı etrafında çözüm uyarlamalı Navier-Stokes çözücüsü kullanarak yüksek Reynolds sayılı akış analizi

Authors : Emre KARA, Ahmet İhsan KUTLAR, M. Haluk AKSEL

Pages : 563-573

Doi:10.24012/dumf.536200

View : 10 | Download : 5

Publication Date : 2020-06-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, çift elips yapısı etrafında yüksek Reynolds ve Mach sayılarında ve 30 derece hücum açısındaki akışın Kartezyen temelli akış çözümü kullanılarak analizi yapılmıştır. Analiz için, yerel olarak geliştirilmiş, hiyerarşik (köken, çocuk ve komşu hücrelerin bağıl olarak tanımlandığı) Kartezyen ağ tekniklerini kullanan Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) temelli akış çözücüsü kullanılmıştır. Öncelikle ağ geliştirme kodlarında kullanılan Kartezyen ağ yöntemleri ile ilgili bilgi verilmiş, ikinci adımda akış çözücüsündeki sayısal yöntemlerin denklemler eşliğinde açıklamaları yapılmış, son olarak, seçilen örnek çalışma etrafındaki akışın sayısal analizi yapılmıştır. Doğrulama çalışması için, çift (basit) elips yapısı etrafında 16.7 milyon Reynolds sayısı ile 8.15 Mach sayısında ve 30 derece hücum açısındaki akış seçilmiştir. Bu çalışmanın seçilmesinin başlıca nedeni bu akış altında hem yay (bow) şokunu hem de yüzeye gömülü (canopy) şokunu aynı anda yakalayabilmeyi sağlamaktır. Liou’nun yukarı iletimli ayrıştırma yöntemiyle eliptik yapının etrafındaki basınç sabitleri dağılımı elde edilmiştir. Türbülanslı ve sıkıştırılabilir akış varsayımlarının iki-boyutlu çift elips yapısı üzerinde hassas çözümleri geliştirilmiştir. Çok katmanlı ağ yöntemi ile akış çözücüsünün yakınsama oranı arttırılmıştır. Sonuçlar, yakın zamanda yazılmış bilimsel çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Hem yay burun (bow nose) şoku hem de keskin kapak (canopy) şoku başarılı ve düzgünce akış çözücüsü tarafından yakalanmıştır. Yapı çevresindeki Mach sayısı kontürleri başarılı şekilde benzetilmiş, referans çalışmalardaki değerler arasında değiştiği gözlemlenmiştir. Son bölümde sonuçlarla ilgili tartışma yapılmış ve gelecekte yapılabilecek çalışmalar hakkında öngörülerde bulunulmuştur.  
Keywords : Kartezyen ağ, çift elips yapısı, çözüm uyarlama, çok katmanlı ağ yöntemi, yüksek Reynolds sayılı akış