Paralel İki Levha Arasındaki Periyodik Tam Gelişmiş Türbülanslı Akış ve Isı Transferi Probleminin Sayısal Analizi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2004
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Atila Abir İĞCİ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): MEHMET EMİN ARICI
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:ÖZET Bu çalışmada, kanallarda periyodik tam gelişmiş türbülanslı akış ve ısı transferi problemi, kontrol hacmi ayrıklaştırma tekniğine dayalı sayısal çalışma gerçekleştirilerek çözüldü. Bunun için kanallarda laminer akış koşullarında hız ve sıcaklık alanını çözen FORTRAN programlama dilinde yazılmış bir bilgisayar programı, türbülanslı akış koşullan için k-s türbülans modelini kullanarak, periyodik tam gelişmiş türbülanslı akış ve ısı transferi problemini çözecek şekilde geliştirildi. Periyodik tam gelişmiş akış koşulu, akış doğrultusunda olarak hem kanal duvarına bitişik hem de duvardan ayrık olarak tanımlanmış periyodik engeller ile sağlandı. Çalışma, akış doğrultusunda periyodik sınır koşulları, akışa dik doğrultuda ise duvarda sabit ısı akısı sınır koşulları altında gerçekleştirildi. Bu koşullar altında yapılan analizde, standart Duvar- Fonksiyonu-Metodundan başka, katı yüzeye yakın bölgelerdeki düşük Reynolds sayılı akışı göz önüne almak için, dört farklı Düşük-Reynolds-Sayılı-Model kullanılarak bulgular elde edildi. Elde edilen bulgular, engelin duvara bitişik olması durumu için literatürden gelen deneysel verilerle karşılaştırmalı olarak sunuldu. Çalışmada elde edilen sayısal sonuçlarla literatürden gelen deneysel verilerin genellikle uyum içerisinde olduğu görülmektedir. Görülen bazı durumlardaki farklılıkların ise literatürde de geniş bir şekilde bahsedildiği üzere, k-s türbülans modelindeki kabullerden kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Probleme uygulanan Düşük-Reynolds- Sayılı-Modellerden Lam-Bremhorst (LB1) modeli kullanılarak periyodik akış probleminin değişik geometrik durumlarına uygulandı. Bu uygulamada, periyodik engellerin duvara bitişik olması durumu için engel yüksekliği ve periyot uzunluğu, engelin duvardan ayrık olması durumunda ise engellerin duvardan olan mesafesi parametre olarak seçildi. Engel yüksekliğinin artırılması veya periyot uzunluğunun azaltılması ile ısı transferinin önce arttığı daha sonra tekrar azaldığı, hidrolik direncin ise her iki durumda da arttığı görüldü. Periyodik engellerin duvardan ayrık olması durumunda ise engelin duvardan uzaklaşması ile ısı transferinin önce azaldığı daha sonra tekrar artış gösterdiği, hidrolik dirençte ise önce önemli bir değişikliğin olmadığı daha sonra artmaya başladığı görüldü. Anahtar Kelimeler: Periyodik Tam Gelişmiş Akış, Düşük-Reynolds Sayılı Türbülans Modeli, k-s Türbülans Modeli, Kanal Akısı. V