Zamana bağlı sıkıştırılamaz kavite akışının aeroakustik analizi

Bu çalışmada, 2 ve 3 boyutlu kavite profili boyunca sıkıştırılamaz, zamana bağlı akış alanı ve aerodinamik kaynaklı aeroakustik gürültü incelenmiştir. 2 boyutlu akış alanının çözümünde türbülans modeli olarak Standart k-?, Standart k-? ve SST k-? kullanılırken, 3 boyutlu çözümlerde Standart k-? modeli ile hesaplama alanı çözülmüştür. Düşük Reynolds ve Mach Sayısı için kavite içi ve çevresindeki hesaplanan akış alanı sonuçları deneysel çalışmalar ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Hem 2 boyutlu hem de 3 boyutlu akış alanına ait zamana bağlı değişkenler, Ffowcs William-Hawkings (FW-H) Akustik Analoji yaklaşımı kullanılarak kavite gürültüsü hesaplanmıştır. 3 boyutlu kavite için,geçişli iç yüzey yaklaşımı kullanılarak quadrapol teriminin aeroakustik gürültü sonuçlarına etkisi gösterilmiştir

Aeroacoustics investigation of unsteady incompressible cavity flow

In this study, unsteady incompressible flow field and aerodynamically generated noise of 2D and 3D cavity flows are investigated. In the case of 2D flow fields, standard k-?, standard k-? and SST k-? is used and in the 3D case, flow field is computed using standard k-? turbulence model. All numerical results are compared and validated with experimental measurement for Low Reynolds and Mach numbers. All unsteady flow fields results are used to compute a cavity noise using Ffowcs William - Hawking (FW-H) Acoustics Analogy. In the case of 3D cavity, the effect of quadrapole terms on the aerodynamically generated noise is investigated defining permeable interior surface.

___

  • Lawson S. J., Barakos G. N., Review of numerical simulations for high-speedturbulent cavity flows, Progress in Aerospace Sciences, 47 (3), 186-216, 2011.
  • Güzel N., Sağın S.M., Room Acoustics In Home Theatre Design, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (2), 299-309, 2014.
  • Barone M.F., Srinivasan A., A Computational study of flow within cavities with complex geometric features, 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting, AIAA SciTech AIAA 2015-0008, 2015.
  • Zhang S., XuliangL., Hanxin Z., Chi-Wang S., High order and high resolution numerical schemes for computational aeroacoustics and their applications, Lecture Notes in Mechanical Engineering-Fluid- Structure-Sound Interactions and Control, 27-32, 2016.
  • Lighthill M. J., On sound generated aerodynamically I. General theory,Proceeding Royal Society London A, 211, 564-587, 1952.
  • Crook S. D., Lau T.C.W., Kelso R.M., Three- dimensional flow within shallow, narrow cavities, Journal of Fluid Mechanics, 735, 587-612, 2013.
  • Temmerman L., Tartinville B., Hirsch C., URANS investigation of the transonic M219 cavity, Progress in Hybrid RANS-LES Modelling- Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design, 471- 481, 2012.
  • Ashworth R., Prediction of acoustic resonance phenomena for cavities detached eddy simulation, The Conference of Royal Aero Society- QinetiQ, UK, 2004.
  • Liggett L.D., Smith M.J., Cavity Flow assessment using advanced turbulence methods, Journal of Aircraft, 48 (1), 141-156, 2011.
  • Chen H., Zhong Q., Wang X., Li D., Reynolds number dependence of flow past a shallow open cavity, Science China Technological Sciences, 57 (11), 2161-2171, 2014.
  • Kompenhans M., Ferrer E., Chavez M., Valero E., Numerical study of three dimensional acoustic resonances in open cavities at high Reynolds numbers, Aerospace Science and Technology, 45, 501-511, 2015.
  • Haaban M., Mohany A., Passive control of flow- excited acoustic resonance in rectangular cavities using upstream mounted blocks, Experimental Fluids, 56, 2015.
  • Pey Y.Y., Chua L.P., Effects of trailing wall modifications on cavity wall pressure, Experimental Thermal and Fluid Science, 57, 250-260, 2014.
  • Pey Y.Y., Chua L.P., Siauw W.L., Effect of trailing edge ramp on cavity flow structures and pressure drag, International Journal of Heat and Fluid Flow, 45, 53- 71, 2014.
  • Vikramaditya N.S., Kurian J., Experimental study of influence of trailing wall geometry on cavity oscillations in supersonic flow, Experimental Thermal and Fluid Science, 54, 102-109, 2014.
  • Martinez M.A., Di Cicca G.M., Iovieno M., Onorato M., Control of Cavity Flow Oscillations by High Frequency Forcing, Journal of Fluids Engineering, 134, 128-139, 2012.
  • Fuglsang D.F., Cain A.B., Evaluation of shear layer cavity resonance mechanisms by numerical simulation, 30. AIAA Aerospace Scientific Meeting Exhiation, Reno Nevada -USA, 1992.
  • Sridhar V., Kleine H., Gai S.L., Visualization of wave propagation within a supersonic two-dimensional cavity by digital streak schlieren, Experiments in Fluids, 56:152, 2015.
  • Laiping Z., Ming L., Wei L.,Xin H., An implicit algorithm for high-order DG/FV schemes for compressible flows on 2D arbitrary grids, Communications in Computational Physics, 17 (1), 287-316, 2015.
  • FLUENT Theory Guide14.0, 2013.
  • Wilcox D.C., Turbulence Modeling for CFD, 3. Baskı, DCW Industries, Inc., La Canada, 2006.
  • Özsoy E., Rambaud R., Stitou A., Riethmuller M.L., Vortex characteristics in laminar cavity flow at very low Mach number, Experiments in Fluids, 38, 133-145, 2005.
  • Özsoy E., Aslan A.R., Üç boyutlu bir kavite üzerindeki sıkıştırılamaz akışın sayısal bir yöntemle analizi, İTÜ Dergisi/D Mühendislik, 10 (3), 149-159, 2011.
  • Ffowcs Williams J.E., Hawkings D.L., Sound generation by turbulence and surfaces in arbitrary motion, Philosophical Transcation Royal Society Series A, 264, 321-342, 1969.
  • Peng S.H., Leicher S., DES and hybrid RANS-LES modelling of unsteady pressure oscillations and flow features in a rectangular cavity,Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design, 97, 132-141, 2008.
  • X Gloerfelt Cavity Noise, VKI Lecture Series, Brussels, Belgium, 2009.
  • Ünalmis Ö.H., Clemens N.T., Dolling D.S., Cavity oscillation mechanisms in high-speed flows, AIAA Journal, 42 (10), 2035-2041, 2004.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Su Bazlı Boya Atık Suyu Arıtımında Bir Adım İleri Gelişmiş Deneysel pH Kontrol Uygulaması

Şule Camcıoğlu, Baran Özyurt, Zehra Zeybek, Hale Hapoğlu

C.I. asit viyolet 90 metal-kompleks boyar maddesinin sulu ortamlardan sentetik ve doğal zeolit kullanılarak uzaklaştırılması

Müjgan OKUR, Filiz AKTI

GÖRÜNTÜ BÖLÜTLEME ve GÖRÜNTÜ BENZETİMİ YÖNTEMLERİ YARDIMI ile HASTALIĞIN TEŞHİS ve TEDAVİ SONRASI SÜREÇLERİNİN DESTEKLENMESİ: KERATOKONUS ÖRNEĞİ

Hilal KAYA, Abdullah ÇAVUŞOĞLU, Hasan Basri ÇAKMAK, Baha Şen, Dursun DELEN

BETONARME KUBBELERİN TAŞ YIĞMA DUVARLI CAMİLERİN DİNAMİK DAVRANIŞINA ETKİSİNİN ÇEVRESEL TİTREŞİM YÖNTEMİYLE İNCELENMESİ

Temel Türker, İsmet ÇALIK, Alemdar BAYRAKTAR

KLİNKER VE FARİNİN AŞINDIRICI OLDUĞU KOŞULLARDA ÇİMENTO ÜRETİMİNDE ÖĞÜTÜCÜ OLARAK KULLANILAN DEMİR ESASLI SERT DOLGU İLE KAPLANMIŞ AŞINMA PLAKALARININ ABRASİF AŞINMA DİRENÇLERİNİN BELİRLENMESİ

Gökçe Mehmet GENÇER, Reza Ghasemi OWSALOU, Süleyman KARADENİZ

YANAL YOL TUTUŞ KARARLILIĞI İÇİN MERKEZİ DİFERANSİYEL KONTROLÜ TABANLI ÇEKİŞ TORKU DAĞITIMI

Eray teoman Önder, Selahattin çağlar Başlamışlı

Peynir altı suyundan kesikli kefir tipi içecek üretiminin ayarlanabilen baz akış hızı ile deneysel pH gelişmiş kontrolü

Mustafa ALPBAZ, Hale HAPOĞLU, Suna ERTUNÇ, Semin ALTUNTAŞ

Ticari TWIP900 ve DP600 yüksek mukavemetli çeliklerin otomotiv endüstrisindeki performanslarının karşılaştırılması

Fahrettin ÖZTÜRK, Süleyman KILIÇ

Önden Yüklemeli Bir Çamaşır Makinesinin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Dinamik Olarak Modellenmesi

Mehmet ÖZER, Atakan ALTINKAYNAK, Vedat TEMİZ, Turhan MUTLU, Tuğba DIŞPINAR, Abdulkadir ÖZGEN, Murat YÜCEL

Dağıtım Sistemleri için Çok Fonksiyonlu Statik Senkron Kompanzatör

Lütfü SARIBULUT, Ahmet TEKE, Mohammad Barghi LATRAN