Development of an open-source numerical model for the simulation of flow induced acoustic waves
Akım kaynaklı ses dalgaları simülasyonları için bir açık kaynak nümerik modelin geliştirilmesi
- Tez No: 760279
- Danışmanlar: PROF. DR. ENDER DEMİREL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aeroakustik, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), PML, Ses dalgaları, Aeroacoustic, Computational fluid dynamics (HAD), Perfectly matched layer, Sound waves
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Birçok mühendislik tasarımında, ürünün veya taşıtın yarattığı akım yapısından kaynaklanan sesin öngörülmesi büyük önem taşır. Bir akışkan ortamındaki ses alanı, zamana bağlı sıkışabilir akım çözümlerinden elde edilebilir. Buna rağmen, ses alanının düşük Mach sayılı sıkışmaz akım çözümünden elde edilmesi de literatürde görülen özgün metotlardandır. Bu metotların kullanışlı hale getirilmesi için sıkışmaz akım denklemleri ile ses denklemlerini çoklu bölgeli bir yaklaşım ile ele alan bir çözücü geliştirilmiştir. Hesaplama bölgesinin tamamı üst üste yerleşen iki bölgeye ayrılmış olup, bu bölgelerde akım ve ses denklemlerini çözmektedir. Bir bölgede hesaplanan Lighthill stres tensörü ses bölgesine haritalanıp basınç biçiminde verilen Lighthill denklemi üzerinde çözülür. Fiziksel olmayan dalga oluşumlarını ve yansımalarını engellemek için yansıtmayan sınır koşulları ve geçirimli bölge modellemeleri bu bölgelerde kullanılmıştır. Perfectly Matched Layer metodu da denenmiş olup, dalga yansımasına karşı alternatif bir çözüm olarak sunulmuştur. İki boyutlu dairesel silindir etrafında oluşan Re=200 ve Ma=0,2 koşullarındaki akım hesaplanmıştır. Geliştirilen çoklu bölgeli çözücü ile elde edilen ses alanı sıkışabilir çözümden elde edilen ses alanları ile kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlar gösteriyor ki geliştirilen model oluşan ses alanını hassas bir biçimde ön görmüştür. Geliştirilen model mühendislik tasarımlarında oluşacak ses alanını öngörmede etkili bir araç olarak kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Flow induced noise generation in an engineering design requires the computation of aeroacoustics for compressible and incompressible turbulent flows in different engineering disciplines such as aeronautical, energy and environment. Acoustic field can be obtained from the unsteady simulation of the compressible flow using high computational resources. However, a novelty of modeling acoustic waves is to recover the acoustic field from incompressible solution of low Mach number flows. To make use of this novelty, a multi- region acoustic solver is developed integrating flow equations with an acoustic equation. The entire computational domain is divided into fluid and acoustic regions as two overlapping subdomains. The model solves flow equations and Lighthill's stress tensor in the flow region and a pressure based Lighthill's equation is solved in the acoustic region using the internal solution as a source. Non-reflecting boundary conditions are combined with a porous region at the far-end of the acoustic and flow computational domains to prevent non-physical generation and reflections of acoustic waves in the computational domain. Perfectly matched layer is also implemented to the computational model as an alternative way to eliminate wave reflections at the boundaries. Flow over a two-dimensional circular cylinder is simulated for the Re=200 and Ma=0.2. Comparison of compressible and incompressible results shows that the present multi-region solver can accurately predict acoustic pressure field. The present numerical model can be effectively used for the investigation of noise generation in engineering systems.
Benzer Tezler
- Experimental and numerical (OPENFOAM) investigation of hydrodynamic response for semi-submerged floating platforms
Yarı batık yüzer platformların hidrodinamik davranışının deneysel ve sayısal (OPENFOAM) araştırılması
UMUTCAN İNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
- Etkin bir modal analiz için sensör konumlarının belirlenmesi
Determining the sensor locations for an effective modal analysis
MUHAMMED FARUK PALA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- Sığ kuyu toprak kaynaklı ısı değiştiricilerin tasarımında mevsimlere bağlı atmosferik koşulların etkisi
Effects of seasonal atmospheric conditions on the design of shallow ground-source heat exchangers
FERHAT CAN KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Numerical modeling of wave overtopping in nearshore structures
Kıyıya yakın yapılarda dalga aşmasının sayısal modellenmesi
HAMZA CHEIKH ALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ BAYRAKTAR BURAL
- Numerical investigation of laminar-to-turbulent transition in oscillatory boundary layers
Salinimli sinir tabakalarinda laminerden türbülansa geçişin sayisal olarak incelenmesi
SELMAN BAYSAL
Doktora
İngilizce
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL ŞADAN ÖZGÜR KIRCA