Effect of the Oscillator Length on the Characteristics of a Feedback Type Fluidic Oscillator

Bu çalışma sabit derinlikli ve aynı ana geometrik boyutlara sahip çeşitli uzunluktaki fluidik osilatörleri karakterize etmektedir. Fluidik osilatörün uzunluğundaki bir değişim osilatörün osilasyon frekansı ve süpürme karakteristiklerini etkilemektedir. Bu karakteristikler Sabit Sıcaklık Anemometri Sistemi sıcak-tel ölçümleri ile ve su akış vizülasyonları ile ortaya çıkarılmıştır. Toplamda on adet değişik uzunluktaki fluidik osilatör, refereans modeli ile karşılaştırılmıştır. Fluidik osilatörün kısaltılmasının belli bir eşik uzunluğundan sonra osilasyonları durdurduğu, uzatılmasının ise aşamalı olarak osilasyon frekansı ve süpürme açısını azalttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, sıcak-tel ölçümlerinden her osilatör için elde edilen frekans haritaları sayesinde osilasyon frekanslarının kapsamlı detayları da geniş bir debi aralığı için verilmiştir. Osilatörün osilasyon frekansının ve süpürme açısının sabit olacağı sabit bir besleme debisi için fluidik osilatör uzunluğunun değiştirilmesi, bu iki karakterin değiştirilmesine olanak verecektir.Böylece osilatör kullanılacağı uygulamanın özel ihtiyaçlarına göre adapte edilebilecektir.

Effect of the Oscillator Length on the Characteristics of a Feedback Type Fluidic Oscillator

This work characterizes the various length fluidic oscillators with constant depth and having the same main geometric dimensions. A change in fluidic oscillator's length affects the frequency and sweeping characteristics of the fluidic oscillators. These characteristics were extracted by means of constant temperature anemometry hot-wire measurements and water flow visualizations. A total number of ten fluidic oscillators were compared to the baseline fluidic oscillator design. It was observed that shortening the fluidic oscillator ceases the oscillations after a threshold oscillator length whereas elongating the fluidic oscillator decreases the frequency and sweep angle gradually. Furthermore, the frequency maps obtained from hot-wire measurements for each considered fluidic oscillator design provided overall detail about the frequency of the oscillations for a wide range of flow rate. For a constant supply flow rate where the frequency and the sweep angle of an oscillator is constant, changing the length of a fluidic oscillator will allow varying these characteristics of the oscillator. Thus the oscillator can be tailored for a specific need of an application.

___

  • [1]. R. W. Warren, U.S. Patent Application for “Fluid Oscillator,” Docket No. 3,016,066, filed 9 Jan. 1962.
  • [2]. R. D. Stouffer, “Liquid Oscillator Device,” U.S. Patent 4,508,267, filed 2 Apr. 1985.
  • [3]. T. Shakouchi, “Fluidic Oscillator Operated by Gas(Air)-Liquid(Water) Two-Phase Flow (Measurement of Flow Rate of Gas-Liquid Two-Phase Flow in Pipe),” Proceedings of the ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting, Vol. 1, American Society of Mechanical Engineers, New York, pp. 895–901, 2001.
  • [4]. H. Wang, S. B. M. Beck, G.H. Priestman and R. F. Boucher, “Fluidic Pressure Pulse Transmitting Flowmeter,” Chemical Engineering Research and Design: Transactions of the Institute of Chemical Engineers, Part A, Vol. 75, No. A4, pp. 381–391, 1997.
  • [5]. G. Raman and S. Raghu, “Cavity Resonance Suppression Using Miniature Fluidic Oscillators,” AIAA Journal Vol. 45, 2608–2612, 2004.
  • [6]. D. Guyot, B. C. Bobusch, C. O. Paschereit and S. Raghu, “Active Combustion Control Using a Fluidic Oscillator for Asymmetric Fuel Flow Modulation,” 44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, AIAA Paper 2008-4956, 2008.
  • [7]. C. Cerretelli and K. Kirtley, “Boundary Layer Separation Control with Fluidic Oscillators,” Journal of Turbomachinery, Vol. 131, No. 4, pp. 1-9, 2009.
  • [8]. R. Seele, P. Tewes, R. Woszidlo, M. A. McVeigh, N. Lucas and I. J. Wygnanski, “Discrete Sweeping Jets as Tools for Improving the Performance of the V-22,” Journal of Aircraft, Vol. 46, No. 6, pp. 2098–2106, 2009.
  • [9]. J. W. Gregory and M. N. Tomac, “A Review of Fluidic Oscillator Development,” 43rd Fluid Dynamics Conference, AIAA Paper 2013-2474, 2013.
  • [10]. S. Raghu, “Fluidic oscillators for flow control,” Experiments in Fluids, Vol. 54, No.2, pp.1455, 2013.
  • [11]. E. A. Whalen, A. Shmilovich, M. Spoor, J. Tran, P. Vijgen, J. C. Lin and M. Andino, “Flight Test of an Active Flow Control Enhanced Vertical Tail, ” AIAA Journal Vol. 56, 3393–3398, 2018.
  • [12]. S. R. Ahmed, G. Ramm and G. Faltin, G., “Some Salient Features of the Time Averaged Vehicle Wake,” SAE Technical Paper No. 840300, 1984.
  • [13]. G. M. R. van Raemdonck and M. J. L. van Tooren, “Time-Averaged Phenomenological Investigation of a Wake behind a Bluff Body”. Proc. Bluff Body Aerodynamics & Applications VI, Milan, Italy, 2008.
  • [14]. J.-F. Beaudoin and J.-L. Aider, “Drag and Lift Reduction of a 3D Bluff Body Using Flaps,” Experiments in Fluids, Vol. 44, No.4, pp. 491–501, 2008.
  • [15]. S. Krajnovic, “Large Eddy Simulation Exploration of Passive Flow Control around an Ahmed Body,” ASME Journal of Fluids Engineering, Vol.13, No.12, p. 121103, 2014.
  • [16]. P. Joseph, X. Amandole`se and J.-L. Aider, “Drag Reduction on the 25° Slant Angle Ahmed Reference Body Using Pulsed Jets,” Experiments in Fluids, Vol. 52, No.5, pp. 1169–1185, 2012.
  • [17]. R. Woszidlo, T. Stumper, C. Nayeri and C. O. Paschereit, “Experimental study on bluff body drag reduction with fluidic oscillators,” 52nd Aerospace Sciences Meeting, AIAA Paper 2014-0403, 2014.
  • [18]. M. Metka, J.W. Gregory, “Drag reduction on the 25-deg Ahmed model using fluidic oscillators,” Journal of Fluids Engineering, Vol. 13, No.5, p.051108, 2015.
  • [19]. B. C. Bobusch, R. Woszidlo, J. M. Bergada, C. N. Nayeri and C. O. Paschereit, “Experimental study of the internal flow structures inside a fluidic oscillator,” Experiments in Fluids, Vol. 54, No.6, p.1559, 2013.
  • [20]. R. Woszidlo, F. Ostermann, C. N. Nayeri and C. O. Paschereit, “The time-resolved natural flow field of a fluidic oscillator,” Experiments in Fluids, Vol. 56, No.6, p. 125, 2015.
  • [21]. M. Sieber, F. Ostermann, R. Woszidlo, K. Oberleithner and C. O. Paschereit, “Lagrangian coherent structures in the flow field of a fluidic oscillator,” Physical Review Fluids, Vol. 1, No. 5, p. 050509, 2016.
  • [22]. M. N. Tomac, M.N. and J. W. Gregory, “Internal Jet Interactions in a Fluidic Oscillator at Low Flow Rate,” Experiments in Fluids, Vol. 55, No.5, p. 1730, 2014.
  • [23]. M. N. Tomac, M.N. and J. W. Gregory, “Internal Flow Physics of a Fluidic Oscillator Spray in the Transition Regime,” Atomization and Sprays, Vol. 26, No.7, 2016.
  • [24]. M. N. Tomac, M.N. and J. W. Gregory, “Oscillation Characteristics of Mutually Impinging Dual Jets in a Mixing Chamber,” Physics of Fluids, Vol. 30, No. 11, p. 117102, 2018.
  • [25]. M. N. Tomac, M.N. and J. W. Gregory, “Phase-Synchronized Fluidic Oscillator Pair,” AIAA Journal, Vol. 57, pp. 670 - 681, 2018.
  • [26]. M. N. Tomac, M.N. and E. Sundström, “Adjustable Frequency Fluidic Oscillator with Supermode Frequency,” AIAA Journal, accessed June 11, 2019.
  • [27]. H. C. Bray, “Cold Weather Fluidic Fan Spray Devices and Method,” U.S. Patent 4463904, 1984.
Academic Platform Journal of Engineering and Smart Systems-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2022
  • Yayıncı: Akademik Perspektif Derneği
Sayıdaki Diğer Makaleler

Altın Geri Dönüşüm Prosesindeki Azot Oksit Emisyonunun Düşürülmesi

Huzeyfe ÖZET, Banu Yeşim BÜYÜKAKINCI

R22 ve Alternatifleri R438A ile R417A Soğutucu Akışkanları için Kızılötesi Görüntü İşleme Teknikleri Kullanarak, Soğutma Sistem Performansının İncelenmesi

Ferzan KATIRCIOĞLU, Zafer CİNGİZ, Yusuf ÇAY, Ali GÜREL, Suat SARIDEMİR, Ahmet KOLİP

Effect of the Oscillator Length on the Characteristics of a Feedback Type Fluidic Oscillator

Mehmet TOMAC

Farklı Mineral Katkılı Yüksek Dayanımlı Betonlarda Metagabro Agregalarının Kullanılabilirliğinin Araştırılması

İsmail İsa ATABEY, Serhat ÇELİKTEN, Ümit YURT

Theoretical Investigation on Static Analysis of Pultruded GFRP Composite Beams

Emrah MADENCİ, Yasin Onuralp ÖZKILIÇ, Lokman GEMİ

The Effect of the Length of the Customer Event History and the Staying Power of the Predictive Models in the Customer Churn Prediction: Case Study of Migros Sanal Market

Birol YÜCEOĞLU

Uyarlanabilir Çevrimiçi İngilizce Seviye Tespit Sınavı ile Türkiye’deki İngilizce Seviyesinin Analizi

Muhammed Fatih ADAK, Mustafa AKPINAR, Ali UZUNYOLCU

TİG Kaynak Yöntemiyle Birleştirilmiş Alüminyum 1050 Alaşımının Mekanik Ve Mikroyapı Özellikleri

Kübra DEMİRBAŞ, Sinem ÇEVİK

Kompozit Malzemelerin Tornalanması Esnasında Oluşan Kesme Kuvvetlerinin Optimizasyonu

Emin SALUR, Abdullah ASLAN, Mustafa KUNTOĞLU, Aydın GÜNEŞ, Ömer Sinan ŞAHİN

Atıksudan Fotokatalitik Yöntemle Boya Giderimi Ve Mineralizasyonu

Meltem SARIOĞLU CEBECİ, Sefa Furkan SELÇUK