Küt cisimler etrafındaki dalga hareketinin vorteks metodu ile analizi

Abstract

ÖZET Etrafımızda meydana gelen birçok olay bluff-body diye adlandırılan, akım doğrultusuna göre oldukça geniş bir kesit alanı bulunan cisimler etrafındaki akış problemlerini ihtiva etmektedir. Bunlara misal olarak, karayolu taşıtları, hava gemisi (airship), torpido, paraşüt-kütle sistemi ve rüzgar etkisinde bulunan birçok bina ve yüksek köprüler söylenebilir. Birçok problemde yaklaşan akışkan hareketi türbülanslı olup, hareket daimi olma yan bir karakteristiğe sahip olmaktadır. Bilindiği gibi türbülanslı sınır tabaka içerisine tamamen gömülü bir cismin hidrodinamiğini kontrol eden en önemli parametre cismin geometrisidir. Uygulama alanında birçok sistem keskin kenarlara haiz olup bu köşelerde meydana gelen yüksek basınç grad- yantı akışkanın yüzeyden ayrılmasına neden olur. Gerçekte küt cisimler geometrileri nedeniyle akışkanı yüzeyden ayrılmaya zorlayan cisimlerdir. Bu tezde küt cisim aerodinamiğinde kullanılan nümerik metodlar ve bu alandaki sınırlamalar incelenmiştir. Küt cisim etrafında teşekkül eden akım alanı ile türbülanslı bir sınır tabaka içerisine yerleştirilen küt bir cismin akım alanına ve sınır tabaka karakteristiklerine etkileri incelenmiştir. Ayrıca vorteks modeli kullanılarak ideal akışkan kavramı altında yarım küresel model etrafında akım alanı ve modele etki eden direnç kuvvet katsayıları analitik olarak incelenmiş ve sonuçların deney sel sonuçlarla iyi bir uyum sağladığı görülmüştür.

VI SUMMARY Many events which take place around us consist of flow problems around so called bluff bodies that have large cross-sectional area with respect to the flow direction. Examples of these can be given as motorway vehicles, airship, torpado, parachute-mass system, and many buildings and high bridges which are affected by winds. In many problems, approaching fluid motion has turbulence and unsteady flow characteristic. As it is known the most important parameter which controls the hydrodynamic of a body submerged in the turbulence boundary layer is the geometry of the body. In the application, many systems have sharp edges, and- high pressure gradient which are caused by these edges results in the seperation of fluid flow from the surface. Actually, as their geometries, bluff bodies force the fluid to be separated from the surface. In this thesis, the numerical methods used in bluff body aerodynamics, and their limitations have been examined. The flow area which occurs around bluff body, and the effects to the flow and boundary layer charac teristics of a bluff body which is placed in a turbulence boundary layer, are also investigated. Using vortex method in the ideal fluid flow concept, the fluid flow around, the pressure and the resistance force acting on, the hemispherical shell have analitically been studied. Results obtained are in good agreement with the vakres experimentally determined.