Yüzeye bağlı küt cisimler etrafındaki iki boyutlu türbülanslı akışın sayısal incelenmesi

Abstract

Binaların tasarım ve planlamasının yapılabilmesi için; yapıların etrafındaki hava akışı ile ilgili detaylı bilgilere gereksinim vardır. Bina yüzeyleri üzerindeki rüzgar basınçları; sürekli ve süreksiz yükler doğururlar. Bina etrafındaki hava hareketi ise; binanın içerisindeki ve civarındaki kütle, ısı ve momentum transportunu etkilemektedir. Hava hareketinin karmaşık bir yapıda olması nedeniyle, bu konuda henüz kesin bir matematiksel yaklaşım yapılamamıştır. Ancak; bu konuda yapılan sayısal ve deneysel çalışmalar, akış alanı hakkında iyi bir fikir vermektedir. Yapılar etrafındaki hız ve basınç alanlarının sayısal olarak hesaplanması, rüzgar mühendisleri ve mimarlar için oldukça büyük bir önem arzetmektedir. Bu çalışmada bina modeli olarak düşünülen, yüzeye bağlı ve değişik boyutlara sahip küt cisimler etrafındaki iki boyutlu türbülanslı akışlar sayısal olarak incelenmiştir. Bu incelemede sonlu kontrol hacmi yaklaşımı ve k-E türbülans modeli kullanılmıştır. Atmosferik sınır tabaka içerisindeki iki boyutlu modeller etrafındaki, hız alanı ve basınç dağılımının yanında diğer türbülans büyüklükleri de hesaplanmıştır. Tekrar temas noktası uzaklığını ve model civarındaki basınç dağılımını etkileyen parametreler belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar diğer deneysel çalışmalar ile karşılaştırılmış ve iyi bir uyum elde edilmiştir.

Design and planing of buildings require detailed inform ations on the air flow around and through the structures. Wind pressures on building surfaces result in both steady and unsteady loading while the air motion over and around build ings influences the transport of mass, heat and momentum inside the structure and in its neighbourhood. Due to the co- mplexibility of the air motion on exact mathematical descri ption is not existent yet. However, numerical and experimen tal studies in this area give a good idea about the flow fi eld. The numerical calculation of velocity and pressure fi elds around structures are of great importance for wind eng ineers and architects. In this study; two-dimensional turbulent flows around the surface mounted bluff bodies, such as the models of buil dings with different dimensions have numerically been studi ed. In the numerical analysis, the finite control volume app roach has been applied and the k-? model has been used for the turbulence modelling. The velocity field and pressure distribution as well as other turbulence quantities on and around the two-dimensional models in the atmospheric boundary layer have been predicted and parameters affecting the reattachment length and pressure distribution around the model have also been determined. Re sults computed were compared with the experiments carried out by others and good agreement has been obtained. VI