Boundary layer development upon swept plate with streamwise pressure gradient

Abstract

ÖZET YANAL AÇILI PLAKALARDA BASINÇ GRADİENTİ ALTINDA SINIR TABAKA GELİŞİMİ USKANER (KARABAŞ), Fatma Doktora Tezi, Mak. Müh. BL Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Ömer T. GÖKSEL Nisan 1997, 300 Sayfa Yanal açılı plakalar üzerinde basınç gradienti altında üç boyutlu sınır tabaka gelişimi deneysel olarak incelenmiştir. Sınır tabakası içinde, hız ve akım yönü ölçümü için bilgisayar kontrollü veri toplama ve irdeleme ünitesi ve gezdirme mekanizmaları imal edilmiştir. Deneysel verilerin toplanması ve sınır tabakası parametrelerinin hesaplanması için `SWEPT PLATE` isimli bilgisayar programı hazırlanmış ve kullanılmıştır. Plaka yanal açısının ve basınç gradientinin laminardan türbulansa geçiş karakteristiği ve sınır tabaka gelişimi üzerine etkileri, 10°, 20°, 35° ve 50° yanal açılı plakalar üzerinde iki azalan ve iki artan basınç gradiyenti altında yapılan deneyler ile belirlenmiştir. Yanal açılı plakalarda, yanalakım ve düzakım kararsızlıklarının sınır tabakası geçişine etkileri belirlenmiştir. Sınır tabakası geçişi başlangıç Reynolds sayısı ile türbülans ölçütü (intermittency) arasındaki ilişkiler elde edilmiştir. Yanal açılı plakalarda sınır tabakası içerisinde oluşan yanalakım ve düzakım hız profilleri sunulmuştur. Yanal açılı plakalar üzerindeki üç boyutlu laminar türbulansa geçiş ve türbülanslı sınır tabakalarında, yerel sürtünme katsayısını belirlemek için ilişkiler elde edilmiştir. Anahtar kelimeler: Yanal açılı plakalar, Basınç gradiyenti, Geçiş, Üç boyutlu sınır tabakası, Sürtünme katsayısı, Yanal akım, Veri toplama. iv

ABSTRACT BOUNDARY LAYER DEVELOPMENT UPON SWEPT PLATE WITH STREAMWISE PRESSURE GRADIENT USKANER (KARABAŞ), Fatma Ph. D. inMeckEng. Supervisor: Prof. Dr. Ömer T. GÖKSEL April 1997, 300 Pages The three-dimensional boundary layer development over swept flat plates subjected to constant pressure gradients was investigated experimentally. A computer controlled data aquisition and analysis unit with traversing mechanisms was build to measure the velocity and flow angles in the boundary layer. For the collection of experimental data and calculation of boundary layer parameters, a computer program called `SWEPT PLATE` was prepared and used in this work. The effect of plate sweep angles and pressure gradients on transition characteristics and boundary layer development were investigated upon test plates having 10°, 20°, 35° and 50° sweep angles which were subjected to two favorable and two adverse pressure gradients. The effect of crossflow and streamwise instability on the occurrence of transition upon the swept plates were determined. Correlations between start of transition Reynolds number and intermittency in transitional range were obtained. The crossflow and streamwise velocity profiles in the boundary layer of the swept plates are presented. Correlations are found to determine local skin friction coefficient for three- dimensional laminar, transitional and turbulent boundary layer upon the swept plates. Key words: Swept plates, Pressure gradients, Transition, Three-dimensional boundary layers, Skin friction, Crossflow, Data aquisition. m