Görüntüleme
8
İndirme
3
Bu çalışmada, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) kullanılarak Delft hidrofoili etrafındaki kavitasyonlu akış modellemesi sunulmaktadır. Bu kapsamda 3 boyutlu Delft hidrofoilinin, 2 farklı kavitasyonlu akış koşulunda direnç ve kaldırma kuvvetleri, hidrofoilin yüzeyi üzerinde oluşan kavitasyonun hacmi ve hidrofoil yüzeyinde oluşan kavitasyon paterni HAD analizleri ile elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar literatürden alınan hem kavitasyon tüneli deney sonuçları ile, hem de çeşitli sayısal analiz çalışmaları sonuçları ile kıyaslanarak oluşturulan HAD modelinin geçerlemesi sağlanmıştır. Kavitasyonu HAD ile doğru bir şekilde modelleyebilmek için kavitasyonlu bir akışın özellikleri olan türbülans, zamana göre ani hız ve basınç dalgalanmaları, iki fazlı akış, sıvı fazdan buhar fazına geçişteki kütle transferi, üç boyutluluk, viskozite, kavitasyon kabarcıklarının dinamiği ve kabarcıklar arasındaki etkileşim gibi özelliklerin hepsi aynı anda çözüme dahil edilmelidir. Bu çalışmada, kavitasyonlu akıştaki yukarıda bahsedilen özellikler çeşitli modeller kullanılarak hızla gelişen hesaplama teknolojisi vasıtasıyla modellenmiştir. Sayısal analizlerde üç boyutlu, zamana bağlı kavitasyonlu akışın çözdürülmesinde Ayrık Girdap Simülasyonu (DES) modeli kullanılmıştır. Türbülans, SST Menter k-⍵ türbülans modeli ile, iki fazlı akış VOF (Volume of Fluid) ile ve kavitasyon da basitleştirilmiş Rayleigh-Plesset kabarcık denklemine dayanan Schnerr-Sauer kavitasyon modeli ile çözdürülmüştür. Analizler ilk önce incelenen iki akış koşulu için oluşturulan normal ağ örgüleri ile koşturularak basınç ve hız dalgalanmaları ile kavitasyon oluşan bölgeler belirlenmiştir. Sonrasında bu bölgelerdeki ağ örgüsü sıklaştırılıp iyileştirilerek analizler tekrar koşturulmuştur. Böylece HAD çalışmalarında çok önemli bir parametre olan ağ örgüsüne bağlı hatalar mümkün olduğunca giderilmiştir. Bunun yanı sıra, analizler sistematik olarak sıklaştırılmış üç farklı ağ örgüsü ve üç farklı zaman adımı ile tekrarlanmıştır. Bu analizlerden elde edilen kaldırma kuvveti sonuçları kullanılarak incelenen akış koşullarındaki sayısal belirsizlikler hesaplanmış, çalışmanın ağdan ve zamandan bağımsız olduğu gösterilmiştir.
In this study, using Calculated Fluid Dynamics (HAD) is presented cavitation flow modeling around Delft hydrophil. In this scope, the resistance and lifting forces of 3D Delft hydrophylline, 2 different cavitation flow conditions, the volume of cavitation formed on the surface of hydrophylline, and the cavitation pattern formed on the surface of hydrophylline, are obtained by HAD analyses. The achieved results were provided with the application of the HAD model created by comparing both the results of the cavitation tunnel experiments and the results of various numerical analysis studies. To be able to correctly model the cavitation with HAD; the characteristics of a cavitation flow, turbulence, sudden speed and pressure fluctuations over time, two-phase flow, mass transfer from the fluid phase to the steam phase, three-dimensional, viscosity, dynamics of the cavitation bubbles and interaction between the bubbles must all be included in the simultaneous solution. In this study, the above-mentioned features in the cavitation flow have been modeled through rapidly developing calculation technology using various models. Numerical analyses have used the Separate Input Simulation (DES) model to solve the three-dimensional, time-related cavitation flow. Turbulence is solved with the SST Menter k-July turbulence model, the two-phase flow VOF (Volume of Fluid) and the cavitation is also solved with the Schnerr-Sauer cavitation model based on the simplified Rayleigh-Plesset bubble equation. Analysis first studied two current conditions created by running with normal network structures and determined areas that formed cavitation with fluctuations of pressure and speed. After that, the grid of the network in these areas was narrowed and healed, and the analyses were run again. Thus, errors related to the network, which is a very important parameter in HAD studies, have been removed as much as possible. In addition, the analyses are systematically compressed with three different networks and three different time stages. Numerical uncertainty in the flow conditions studied using the lifting force results obtained from these analyses was calculated, the study was shown to be independent of the network and time.
Alan : Mühendislik
Dergi Türü : Uluslararası
Makale Detay 
Benzer Makaleler
PDF Görüntüle
Dergi Bilgisi
Eseri Dinleyin
Alıntı Yap
Bu Sayfayı Yazdırın
Paylaş
Mendeley
