Silindir Etrafındaki Kararsız Akışın Farklı Türbülans Modelleri ile Sayısal Olarak İncelenmesi

Öz Bu çalışmada, kritik altı olan 5000 Reynolds sayısında silindir etrafındaki kararsız akış farklı türbülans modelleri ile sayısal olarak incelenmiş ve bu modellerin performansları test edilmiştir. Çalışmada, aynı şartlarda aynı ağ yapısında türbülans modelleri olarak LES, k-ω tabanlı DES, k-ε Realizable ve k-kL-ω transition modelleri kullanılmıştır. Benzeşimlerden elde edilen sayısal ortalama akış yapısı, sürükleme kuvvet katsayısı ve Strouhal sayısı sonuçları, literatürden benzer şartlarda yapılan bir deneysel çalışmanın sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. İncelenen parametreleri LES ve DES modelleri düşük hata ile tahmin etmiştir. Diğer modellerden k-kL-ω transition modeli sadece Strouhal sayısını iyi sonuç verirken, k-ε Realizable modeli akış yapısını k-kL-ω transition modeline göre daha iyi verse de Strouhal sayısı ve sürüklenme katsayısı değerini daha yüksek hata ile vermiştir.

Anahtar Kelimeler:

Kararsız Akış, Küt Cisim, Kritik altı Reynolds Sayısı, Türbülans Modeli

PDF

___

Pinar, E., Ozkan, G. M., Durhasan, T., Aksoy, M. M., Akilli, H., & Sahin, B. (2015). Flow structure around perforated cylinders in shallow water. Journal of Fluids and Structures, 55, 52-63.
Ozgoren, M., Pinar, E., Sahin, B., & Akilli, H. (2011). Comparison of flow structures in the downstream region of a cylinder and sphere. International Journal of Heat and Fluid Flow, 32(6), 1138-1146.
Rashidi, S., Hayatdavoodi, M., & Esfahani, J. A. (2016). Vortex shedding suppression and wake control: A review. Ocean Engineering, 126, 57-80
Najafi, L., Firat, E., & Akilli, H. (2016). Time-averaged near-wake of a yawed cylinder. Ocean Engineering, 113, 335-349
Young M. E. & Ooi A. (2007). Comparative Assessment of LES and URANS for Flow Over a Cylinder at a Reynolds Number of 3900. 16th Australasian Fluid Mechanics Conference. 2-7 December, Gold Coast, Australia, 1063-1070.
Palkin, E., Mullyadzhanov, R., Hadžiabdić, M., & Hanjalić, K. (2016). Scrutinizing URANS in shedding flows: the case of cylinder in cross-flow in the subcritical regime. Flow, Turbulence and Combustion, 97(4), 1017-1046.
Prsic, M. A., Ong, M. C., Pettersen, B., & Myrhaug, D. (2014). Large Eddy Simulations of flow around a smooth circular cylinder in a uniform current in the subcritical flow regime. Ocean Engineering, 77, 61-73.
Rosetti, G. F., Vaz, G., & Fujarra, A. L. (2012). URANS calculations for smooth circular cylinder flow in a wide range of Reynolds numbers: solution verification and validation. Journal of Fluids Engineering, 134(12), 121103.
Mannini, C. (2015). Applicability of URANS and DES simulations of flow past rectangular cylinders and bridge sections. Computation, 3(3), 479-508.
Kim, S., Wilson, P. A., & Chen, Z. M. (2015). Large-eddy simulation of the turbulent near wake behind a circular cylinder: Reynolds number effect. Applied Ocean Research, 49, 1-8.
Sidebottom, W., Ooi, A., & Jones, D. (2015). A parametric study of turbulent flow past a circular cylinder using large eddy simulation. Journal of Fluids Engineering, 137(9), 091202.
You, J. Y., & Kwon, O. J. (2010). Numerical comparisons between URANS and hybrid RANS/LES at a high reynolds number flow using unstructured meshes. International Journal of Aeronautical and Space Sciences, 11(1), 41-48.
Tian, X., Ong, M. C., Yang, J., & Myrhaug, D. (2013). Unsteady RANS simulations of flow around rectangular cylinders with different aspect ratios. Ocean Engineering, 58, 208-216.
Soydan, N. G., Şimşek, O., & Aköz, M. S. Köprü Ayağı Etrafındaki Türbülanslı Akımın Sayısal ve Deneysel Analizi. Politeknik Dergisi, 21(1), 137-147
Fluent, A. N. S. Y. S. (2018). Ansys Fluent Theory Guide. ANSYS Inc., USA.
Zhang, H., Yang, J. M., Xiao, L. F., & Lu, H. N. (2015). Large-eddy simulation of the flow past both finite and infinite circular cylinders at Re= 3900. Journal of Hydrodynamics, 27(2), 195-203.Zhang, H., Yang, J. M., Xiao, L. F., and Lü, H. N.,2015
Ozkan, G. M., Firat, E., & Akilli, H. (2017). Passive flow control in the near wake of a circular cylinder using attached permeable and inclined short plates. Ocean Engineering, 134, 35-49.
Norberg C. (1998). LDV-measurements in the near wake of a circular cylinder. Advances in Understanding of Bluff Body Wakes and Vortex-Induced Vibration. 21-25 June, Washington DC, USA,1-1