Abstract:

Laminer akıştan türbülanslı akışa geçişin modelleri, yenilenebilir enerji, İHA teknolojileri ve benzeri havacılık uygulamaları alanındaki son gelişmeler nedeniyle yeniden popüler haline gelmiştir. Laminer akıştan türbülansa geçişin HAD analizlerinde modellenmesi oldukça zor bir konudur. Geçiş bölgesi ihmal edilirek HAD çözümlerinde akışın tamamen türbülanslı olduğu varsayılırsa sürükleme kuvveti gerçeğinden fazla tahmin edilir. Bu durum, akışın temel özelliklerinin gözden kaçırılmasına ve akış alanının yanlış tahmin edilmesine neden olmaktadır. En popüler geçiş modelleri SST türbülans modeline uygulanan Menter modelleri ve Spalart-Almaras modeline uygulanan Baş-Çakmakçıoğlu (BC) modelidir. Bu çalışmada, Menter'in daha sade ama daha popüler olan γ modeli ve Baş Çakmakçıoğlu modellerinin dış akışlaradaki performansına odaklanılmıştır. γ modeli, harici akışlarda uygulanmasını zorlaştıran yerel türbülans yoğunluğuna dayanmaktadır. Bu zorluk, türbülans azalması ile geçiş başlangıcı arasındaki karmaşık ilişkiden kaynaklanmaktadır. BC geçiş modeli ise serbest akış türbülans yoğunluğunu kullanmaktadır. Her iki model de Klebanoff ve ERCOFTAC düz levha deney verileri ve iki boyutlu harici akış deney verisi kullanılarak doğrulanmıştır. Yüzey sürtünme katsayısı sonuçları deneysel verilerle karşılaştırılır. Sonuçlar, her iki modelin de türbülans geçişini çok benzer şekilde tahmin ettiğini göstermektedir. BC geçiş modeli hesaplama açısından γ modelinden daha ucuz ve uygulaması daha kolaydır. Ayrıca, γ modeli sınır koşullarının pratik olarak belirlenmesindeki belirsizlikten muzdariptir.

Keywords: