Experimental and numerical investigation of effects of different cavity geometries on flow in a rectangular channel


ÖZMEN Y., AKSU E., GÜRSEL ÖZMEN N.

Journal Of The Faculty Of Engineering And Architecture Of Gazi University, vol.36, no.2, pp.627-640, 2021 (SCI-Expanded) identifier identifier

  • Publication Type: Article / Article
  • Volume: 36 Issue: 2
  • Publication Date: 2021
  • Doi Number: 10.17341/gazimmfd.569773
  • Journal Name: Journal Of The Faculty Of Engineering And Architecture Of Gazi University
  • Journal Indexes: Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED), Scopus, Academic Search Premier, Art Source, Compendex, TR DİZİN (ULAKBİM)
  • Page Numbers: pp.627-640
  • Keywords: Cavity flow, Pressure coefficient, Mean velocity, Turbulence kinetic energy, Turbulence modelling
  • Karadeniz Technical University Affiliated: Yes

Abstract

Bu çalışmada, kavite geometrisindeki değişikliğin akış alanına etkisi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Üçgen, yamuk, dikdörtgen ve ters yamuk şeklinde dört farklı kavite geometrisinde, akış doğrultusunda kavite yüzeyleri boyunca basınç dağılımları ve kavite boşlukları boyunca ortalama hız ve türbülans kinetik enerjisi dağılımları elde edilmiştir. Re=100000 için elde edilen sonuçlar, hem basınç dağılımlarının hem de hız dağılımlarının kavite geometrisinden etkilendiğini göstermektedir. Kavitelerin ön kenarından itibaren akış ayrılmakta ve kavite boşluklarında ters akış bölgeleri oluşmaktadır. Üçgen ve yamuk geometrilerde, kavite yüzeyleri boyunca basınç katsayıları sinüsoidal bir dağılım göstermektedir. Dikdörtgen ve ters yamuk geometrilerde ise, kavite tabanlarının orta bölümünde basınç katsayıları negatif pik değerler almaktadır. Kavitelerde, serbest akış ile ters akış arasındaki bölgelerde türbülans kinetik enerjisi artmaktadır. Realizable k-ε ve Reynolds Stress türbülans modelleri kullanılarak zaman bağımsız olarak üç boyutlu sayısal çözümlerin gerçekleştirildiği çalışmada, Reynolds Stress türbülans modeli ile elde edilen sonuçların deneysel verilere daha yakın olduğu görülmüştür.