İki boyutlu bir otomobil modeli etrafındaki akışın sayısal olarak incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, iki boyutlu bir otomobil modeli etrafındaki akış sayısal olarak çözülmüştür. Çözüm için, akım fonksiyonu-girdap denklemleri ve sonlu farklar yöntemi kullanılmıştır. Laminer ve türbülanslı akış çözümünde, potansiyel akış çözümü başlangıç koşulu olarak verilmiştir. Laminer akışta, Reynolds sayısının değişik değerleri için akış alanının nasıl değiştiği incelenmiştir. Türbülanslı akış için, efektif Reynolds sayısı modeli kullanılmış ve katı sınırlarda kayan akış koşulu öngörülmüştür. Potansiyel akış durumunda model cidan boyunca basınç katsayısının değişimi hesaplanmış ve bulunan sonuçlar, J. Wiedemann ve B. Ewald tarafından elde edilen deneysel sonuçlarla karşılaştırıldığında iyi bir uyum elde edilmiştir. Akış gözlenmesi deneyleri yapılmış ve elde edilen sonuçların potansiyel akış çözümü ile uygunluk içinde olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Otomobil aerodinamiği, taşıt etrafındaki akış, potansiyel akış, laminer ve türbülanslı akış, akım fonksiyonu-girdap denklemleri, sonlu farklar yöntemi, efektif Reynolds sayısı modeli, akış gözlenmesi.

SUMMARY Numerical Analysis of Fluid Flow around a Two Dimensional Automobile Model In this study, fluid flow around a two dimensional automobile model has been analyzed numerically by solving stream function-vorticity equations through finite difference method. For the solution of laminar and turbulent flow, the potential flow solution has been taken as an initial condition. Based on the numerical calculations, the variation of flow field with Reynolds number has been investigated. The effective Reynolds number model has been utilized for turbulent flow and the slip condition has been considered at the solid boundries. For the case of potential flow, the variation of pressure coefficient around the body has been calculated. It has been observed that the agreement between the results from this study and the experimental data of J. Wiedemann and B. Ewald is very good. Furthermore, the validity of the potential flow solutions has been verified by conducting a set of flow visualization experiments. Key words: Aerodynamics, flow around a car, numerical analysis, potential flow, laminar and turbulent flow, vorticity-stream function, finite difference, effective Reynolds number model, flow visualization. V