Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2018
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu çalışma, küre çapına göre tarif edilen Reynolds sayısının 2,5x103 ve 1x104 aralığında farklı daldırmayükseklikleri için açık bir su kanalında serbest su yüzeyi ve kürenin art izi bölgesi arasındaki akış yapısıetkileşimini sunmaktadır. Anlık ve zaman ortalaması alınmış hız alanı, akım çizgisi topolojisi, girdaplar vehız konturları gibi akış modellerini göstermek için Parçacık Görüntülemeli Hız ölçme (PIV) ve boyagörselleştirme teknikleri uygulanmıştır. Küre, serbest yüzeye kısmen daldırılma konumundan serbestyüzeyden iki küre çapı kadar aşağı doğru çeşitli daldırma konumlarına 0,25 h/D 3,0 aralığındasabitlenmiştir. Daldırma oranı, küre alt kolunun serbest yüzey ile olan mesafesinin küre çapına oranı olaraktanımlanmıştır. Kürenin yerleştirildiği konumlara bağlı olarak, art izi bölgesinin özellikleri üç farklı akışolayı sergilemiştir. Bunlar; daldırma oranı 0,25 h/D 1,0 aralığı için üniform akış bölgesi ve serbest yüzeyarasındaki kısıtlı bir art izi bölgesi, daldırma oranı 1,25 h/D 2,0 aralığı için serbest yüzey etkisinden dolayısimetrik olmayan akış modelleri ve daldırma oranı 2,5 h/D 3,0 aralığı için simetrik akış yapıları olaraksınıflandırılmıştır. Akış fiziği açısından bahsedilen akış yapıları için daha detaylı sonuçlar karşılaştırılmalıolarak sunulmuş ve yorumlanmıştır.
This paper presents flow-structure interaction between a sphere wake and a free water surface for differentsubmerged elevations in an open water channel for Reynolds numbers in the range of 2.5x103 Re1x104based on the diameter of the sphere. Particle Image Velocimetry (PIV) and dye visualization techniques wereperformed to demonstrate flow patterns such as instantaneous and time-averaged velocity field, streamlinetopology, vortices, velocity contours. The sphere was fixed at various submerged locations from the piercingthe free surface case to the two sphere diameters beneath the free surface in the range of 0.25 h/D 3.0.Here, submerged ratio was defined as ratio of bottom shoulder of the sphere from the free surface to thesphere diameter. Depending on the sphere locations, characteristics of wake region exhibit three differentflow phenomena. These are classified as; a restricted wake region between the free-surface and uniform flowstream for the submerged ratios of 0.25 h/D 1.0, unsymmetrical flow patterns due to the free surface effectfor the submerged ratios of 1.25 h/D 2.0 and symmetrical flow structures for the submerged ratios of 2.5h/D 3.0. More detailed results for the aforementioned flow structures from the point of flow physics werecomparatively presented and interpreted.
This paper presents flow-structure interaction between a sphere wake and a free water surface for differentsubmerged elevations in an open water channel for Reynolds numbers in the range of 2.5x103 Re1x104based on the diameter of the sphere. Particle Image Velocimetry (PIV) and dye visualization techniques wereperformed to demonstrate flow patterns such as instantaneous and time-averaged velocity field, streamlinetopology, vortices, velocity contours. The sphere was fixed at various submerged locations from the piercingthe free surface case to the two sphere diameters beneath the free surface in the range of 0.25 h/D 3.0.Here, submerged ratio was defined as ratio of bottom shoulder of the sphere from the free surface to thesphere diameter. Depending on the sphere locations, characteristics of wake region exhibit three differentflow phenomena. These are classified as; a restricted wake region between the free-surface and uniform flowstream for the submerged ratios of 0.25 h/D 1.0, unsymmetrical flow patterns due to the free surface effectfor the submerged ratios of 1.25 h/D 2.0 and symmetrical flow structures for the submerged ratios of 2.5h/D 3.0. More detailed results for the aforementioned flow structures from the point of flow physics werecomparatively presented and interpreted.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Free Surface, PIV, Sphere, Turbulent Flow, Vortex, Girdap, Küre, Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçümü, Serbest Yüzey, Türbülanslı Akış
Kaynak
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi
WoS Q Değeri
Q4
Scopus Q Değeri
Q2
Cilt
33
Sayı
3
Künye
Doğan, S., Özgören, M., Okbaz, A., Şahin, B., Akıllı, H. (2018). Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33, 3, 1123-1133.
