Ertan BUYRUK, Deniz GÖLBAŞI, Koray KARABULUT

Farklı Tiplerdeki Bina Çiftleri Etrafındaki Akış Özelliklerinin Deneysel ve Sayısal Olarak Araştırılması

Bina üzerindeki akış yapısı, bina içine ve etrafına hava kirleticilerinin yayılmasında birinci derecede etkendir. Bu nedenle, bina dışındaki hava hareketlerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, aynı boyutlara sahip çatılı ve çatısız iki bina modeli etrafındaki akış özellikleri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmanın deneysel kısmında, 5x5x5cm boyutlarında çatısı olmayan ve 5x5x5cm boyutlarında 30˚ eğime sahip çatılı bina modelleri etrafındaki akış yapıları öncelikle binalar tek tek yerleştirilerek ve sonrasında ise binalar aralarında 13.75cm mesafe bırakılıp (çatısız, çatılı ve çatılı-çatısız) ikili olarak yerleştirilerek Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçüm Tekniğinin (PIV) kullanılmasıyla incelenmiştir. Çalışmanın sayısal kısmında ise iki bina yerleştirilerek yapılan (çatılı ve çatısız) deneysel çalışmalar k-ε türbülans modelli ANSYS Fluent 12.1 bilgisayar programı kullanılarak üç boyutlu, zamandan bağımsız olarak incelenmiş ve elde edilen sayısal sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Deneyler neticesinde, öncelikle anlık hız alanları elde edilmiş ve sonra bu veriler kullanılarak akım çizgileri ve girdap eş düzey eğrileri çizilmiştir. Ayrıca, her iki bina modeli için x ve y yönündeki ortalama eşdeğer hız eğrileri dağılımları incelenmiştir. Sonuçlar, çatısız bina (model A) için bina arkasında oluşan girdaplar simetrik iken çatılı binada (model B) simetrik olmadığını göstermiştir. Ayrıca, model B’ nin arkasındaki girdapların uzunlukları model A’ ya göre % 7.5 artmıştır. Elde edilen sonuç, çatının akış yapısı üzerinde bir etkisinin olduğunu kanıtlamıştır. Bununla birlikte, deneysel ile sayısal sonuçlar karşılaştırıldığında % 3’ lük bir sapma ile doğrulandığı görülmüştür.

Experimental and Numerical Research of the Flow Features Around the Building Pairs with Different Types

Flow structure on the building is a primary factor in dispersing of air pollutants into and around of the building. Therefore, it is required to determine air motions outside of the building. In this study, flow features at the vicinity of the two building models with rooftop and without rooftop having same dimensions were investigated experimentally and numerically. In the experimental part of the study, flow structures around buildings having dimensions of 5x5x5cm without rooftop and 5x5x5cm with 30o slope and rooftop were examined firstly by placing one by one and afterwards they were analysed by leaving a distance of 13.75cm as binary placed (with rooftop, without rooftop and with and without rooftop) by using Particle Image Velocimetry (PIV). In the numerical part of the study, experimental works carried out by placing binary building was researched by using ANSYS Fluent 12.1 software with k-ε turbulance model as three dimensional, steady and the obtained numerical results were compared with experimental results. Instantaneous velocity fields were firstly obtained at the experiments and then stream lines and vortex peer curves were plotted by using these datas. Average equivalent velocity curves distributions in the x and y directions were also investigated both for building models. The results showed that the vortexes occurred behind the building for the building without rooftop (model A) were symmetric with each other whereas they were not symmetric at the building with rooftop (model B). Also, the lengths of the vortexes at the rear of the model B increased 7.5% according to model A. The obtained result demonstrated that the rooftop had an effect on the flow structure. However, it was seen tha

PDF

___

Park C.W. and Lee S.J., Effects of Free End Corner Shape on Flow Structure Around A Finite Cylinder, J. Fluids Struc., 19-2 (2004) 141-158.
Zdravkovich M.M., Brand V.P., Maathew G., Weston A., Flow Past Short Circular Cylinders with Two Free Ends, J. Fluid Mech., 203 (1989) 557-575.
Tutar M. and Oguz G., Large Eddy Simulation of Wind Flow Around Paralel Buildings with Varying Configurations, Fluid Dynamics Research, 31-5 (2002) 289-315.
Blocken B. and Carmeliet J., The Mutual Influence of Two Buildings on Their Wind Driven Rain Exposure and Comments on the Obstruction Factor, J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., 97-5 (2009) 180-196.
Gölbasi D., Buyruk E., Sahin B., Karabulut K., Experimental and Numerical Investigation of Fluid Areas for Different Buildings Models, MMO Tesisat Mühendisliği Dergisi, 162 (2017) 32-47.
Gölbasi D., Buyruk E., Sahin B., Karabulut K., Kılınc F., Experımental and Numerical Investigation of the Effect of Building Height Variation on the Flow Structures, 21. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, 356-366, 13-16 September 2017, Çorum.
Blocken B. and Stathopoulos T., CFD Simulation of Near Field Pollutant Dispersion on A High Resolution Grid: A Case Study by Les and Rans for A Building Group in Downtown Montreal, Atmospheric Environment, 45 (2011) 428-438.
Yan B.W. and Li Q.S., Wind Tunnel Study of Interference Effects Between Twin Super-Tall Buildings with Aerodynamic Modifications, J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., 156 (2016) 129-145.
Temel U.N., Yan Yana Taşıt Geçişi Durumlarındaki Etkileşimlerin Meydana Getirdiği Akış Yapılarının İncelenmesi, Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 2003, 236s.
Anonim, PIV Çalısma Prensibi, Available at: http://www.dantecdynamics.com. Retrieved February 11, 2018.
Guilmineau E., Computational Study of Flow Around A Simplified Car Body, J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., 96-6 (2008) 1207-1217.
FLUENT User's Guide, Fluent Inc., Lebanon, (2003), NH.