The development of turbulence modeling for hovering rotors by cell-centered scheme
Rotorlar için hücre merkezli şema ile türbülans modellemesinin geliştirilmesı
- Tez No: 802796
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL, DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR UĞRAŞ BARAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, helikopter rotorlarının etrafındaki türbülanslı akış da dahil olmak üzere karmaşık akış problemlerini çözmek için hücre merkezli şemaya dayalı bir akış çö- zücü geliştirilmiştir. Özellikle dış akışlar için uygun bir akış çözücü platformu olan SU2 HAD çözücüsü bu çalışmanın temelini oluşturmaktadır. Uygulanan hücre mer- kezli şema ile güncellenen SU2 yazılımı sayesinde geliştirilen yeni çözücü Kartez- yen çözüm ağları da dahil olmak üzere herhangi bir ağ tipini destekleyebilecek hale getirilmiştir. Bu geliştirmelerin yanı sıra, helikopter rotorlarının zamana bağlı ben- zetimlerinin yüksek hassasiyette elde edilmesi için Hibrit RANS-LES çözücüsü veya Ayrılmış Girdap Simülasyonu (DES) yeteneği geliştirilerek hücre merkezli akış çözü- cüsüne uyarlanmıştır. SU2'deki Spalart-Allmaras modeline dayalı mevcut DES for- mülasyonlarına ek olarak, hücre merkezli çözücüde k − ω SST modeline dayalı DES modeli eklenmiştir. Ayrıca, bu çalışmada, ayrılmış Sınır Katmanlarının ve ayrıca gir- dap yapılarının daha kesin tahminini elde etmek için Geliştirilmiş Gecikmeli Ayrılmış Girdap Simülasyonunda (IDDES) Vortex Eğilme Ölçümüne dayalı yeni bir formülasyon kullanılmıştır. Vortex Eğilme Ölçümü ile ters basamak üzerinde sıkıştırılamaz akış probleminde yeniden bağlanma bölgesinin uzunluğu daha hassas olarak hesapla- nabilmiştir. Ayrıca, yüksek hücum açılarında kanat profillerindeki Türbülanslı akışlar için yeni formülasyonun SST-IDDES'e göre daha çok girdap yakalayabildiği gözlem- lenmiştir. Son olarak, dönen çerçeveler üzerindeki Vortex Eğilme Ölçümünün etkisi, Caradonna-Tung rotor kanadı etrafındaki akış ile gösterilmiştir. Araştırma, yakalanan girdabın gücünün standart SST-IDDES'e kıyasla daha güçlü olduğunu ve aerodina- mik özelliklerin deneysel verilerle tam olarak eşleştiğini ortaya çıkardı.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a flow solver based on the cell-centered scheme was constructed to solve complex flow problems, including turbulent flows around the helicopter ro- tors. The SU2 platform, which is a leading open source flow solver especially for the external flows, was considered as the baseline of this work. The implemented cell-centered scheme could support any mesh types, including Cartesian grids. To improve the unsteady simulation of hovering rotors, Hybrid RANS-LES technology or Detached Eddy Simulation (DES) was adapted to the cell-centered flow solver. In addition to the available DES by the Spalart-Allmaras in the SU2, DES by the Stan- dard Shear Stress Transport (SST) model was added to newly developed cell-centered solver. A new formulation based on the Vortex Tilting Measurement was employed in the Improved Delayed Detached Eddy Simulation (IDDES) to achieve more accurate prediction of detached boundary layers and also vortex structures. We could compute the exact length of re-attachment region for the incompressible flow over the Back- ward Facing Step by the Vortex-Tilting Adjustment. The improvement in accuracy of the new technique over the SST-IDDES was shown for the viscous flows over airfoils at high angle of attacks. Finally, the Vortex Tilting Adjustment assessment on the rotating frames was conducted by the application of hovering Caradonna-Tung test case. The investigation revealed that the strength of the captured vortex by the new approach is superior to the standard SST-IDDES, and the results of aerodynamic features match accurately with the experimental data.
Benzer Tezler
- Modification of a computational fluid dynamics model (ANSYS-fluent) for the purpose of river flow and sediment transport modeling
Bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği modelinin (ANSYS-fluent) nehir akım ve sediment taşınımı modellenmesinde kullanılmak üzere değiştirilmesi
HÜSEYİN BURAK EKMEKÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsüİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEBNEM ELÇİ
- Calibration and optimization of rans turbulence models for various cases
Farklı problemler için rans türbülans modellerinin kalibrasyonu ve optimizasyonu
CEM TURUTOĞLU
Doktora
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Development of a lattice boltzmann based flow solver for large eddy simulation of turbulent flows
Türbülanslı akışların büyük girdap benzetimi için lattice boltzmann temelli akış çözücüsü geliştirilmesi
ALİHAN ATİLLA ÇINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR
- Developing a methodology for the design and optimization of the pressure-swirl atomizers
Başlık çevirisi yok
OZAN EKİN NURAL
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUNÇ
- Yeni ürün geliştirme takımlarında duygusal zekanın bireysel adaptasyon performansına etkisi
The effects of emotional intelligence on individual adaptive performance in new product development teams
SAFİYE SENA İZ AÇIKGÖZ
