Görüntüleme
17
Son yıllarda, tek yönlü Akışkan Yapı Etkileşimleri (AYE) ile akış karakteristiklerinin yol açtığı gerilim, deformasyon ve hasarlar üzerine birçok nümerik çalışmalar yapılmıştır. AYE, akış koşulları ile deforme olan bir katı cismi araştırmak için oldukça verilmlidir. Bu çalışmada, farklı basınç ve termal koşullar altında düz bir boru içindeki akışta tek yönlü akışkan yapı etkileşimi analizleri gerçekleştirilmiştir. Burada akışkanın termofiziksel özellikleri ve katı bölgenin mekanik özellikleri akış sırasında değişime uğrayabilmektedir. 1 mm et kalınlığına sahip alüminyum düz bir boru 1 Bar, 5 Bar ve 10 Bar’lık basınçlar altında ve ayrıca yüzey sıcaklığı -10ºC, 20ºC ve 50ºC olmak üzere farklı operasyon koşullarında analiz edilmiştir. Bu çalışmada boru içerisindeki akışkanın sıcaklık ve basınç değişimi ile alüminyumun yapısal değişiminin araştırılması amaçlanmıştır. Isıtılan boru yüzeyi ile akışkanın termofiziksel özelliklerinin değişimi, oluşturulan fonksiyonlarla sayısal analize entegre edilmiştir. Sayısal analiz, akışkandaki sıcaklık değişiminin, akışkan karakteristiğini ve katı bölgenin yapısal tepkisini farklı sıcaklıklar da oldukça etkilediğini göstermiştir. Çalışma basıncındaki artış ile deformasyondaki maksimum artış beklenildiği gibi adyabatik duruma göre 1 Bar'dan 5 Bar'a yaklaşık %100, 1 Bar'dan 10 Bar’a ise yaklaşık %120’ye ulaşmıştır. Ancak ısıtma koşullarında oluşan gerilimin, soğutma koşullarına göre yaklaşık üç kat daha fazla saptanmıştır. Sonuç olarak tek yönlü FSI çözümlerinin akış, ısı ve çalışma koşulları altında deforme olan katı bölgenin incelenmesinde oldukça etkili olduğunu gösterilmiştir.
Numerical studies on stress, deformation, and damages due to fluid flow have been highly carried out using Fluid-Structure Interaction (FSI) in recent years. FSI is highly efficient in investigating a solid domain deformed by the fluid flow. In this study, a one-way fluid-structure interaction study is performed by a straight pipe under different pressure and thermal conditions. Here, the thermophysical properties of the fluid and mechanical properties of the solid domain can be subjected to change during fluid flow. An aluminum straight pipe with a 1 mm wall thickness is operated under 1 Bar, 5 Bar, and 10 Bar with three different surface temperatures -10ºC, 20ºC, and 50ºC. This study aims to investigate the structural variation of aluminum by the temperature and pressure change of operating fluid in the pipe. Variation of thermophysical properties of fluid by heated pipe surface is integrated into the numerical analysis by generated functions. Numerical analysis showed that the variation of temperature in operating fluid highly affects the fluid characteristic and the structural response of the solid domain by different temperatures. An increase in the operating pressure caused maximum deformation to approximately %100 from 1 Bar to 5 Bar, and approximately %120 from 1 Bar to 10 Bar for the adiabatic process as expected but in the heating conditions stress is nearly three times higher than cooling conditions. As a result, one-way FSI solutions are highly effective in investigating the deformed solid domain as a result of flow, thermal, and operating conditions.
Alan : Mühendislik
Dergi Türü : Ulusal
Makale Detay 
Benzer Makaleler
PDF Görüntüle
Dergi Bilgisi
Eseri Dinleyin
Alıntı Yap
Bu Sayfayı Yazdırın
Paylaş
Mendeley
