Deliklerin çapraz akıştaki bir silindirin direnç kuvvetinin azaltılması ve iz bölgesi üzerindeki etkileri

Bu çalışmanın esas amacı çift sıralı deliklerin çapraz akıştaki bir dairesel silindirin direnç kuvvetinin düşürülmesi ve yakın iz bölgesi üzerine etkilerini değerlendirmektir. Delik ve silindir çapları sırasıyla d ve D (40 mm) olmak üzere, altı delik çapının d = 0.075D, 0.1D, 0.125D, 0.15D, 0.2D ve 0.25D, altı delikten deliğe mesafenin, l = 2d, 3d, 4d, 5d, 6d ve 7d, on dokuz sapma açısının (α), 0°'den 90°'ye 5°'lik adımlarla ve yirmi dokuz Reynolds sayısının (Re), 4,000'den 32,000'e 1,000'lik adımlarla, farklı kombinasyonları için deneyler gerçekleştirilmiştir. Çift sıralı deliklerin direnç kuvvetini düşürme bakımından büyük öneme sahip oldukları bulunmuştur. , test modellerine bakılmaksızın α = 0°'de en düşüktür. Direnç kuvvetini düşürme mekanizması jetin yakın iz bölgesini akışkan ile doldurması ve silindirden ayrılan kayma tabakalarını daha akım yönünde şekillenmesi için uzatması/gerdirmesi ile doğrudan alakalıdır. Bu sayede, zaman-ortalamalı direnç katsayısı, , tek silindir ile kıyaslandığında %37 düşürülebilmektedir (d/D = 0.25, l/d = 2). Bu düşüş genel olarak Re'den bağımsızdır. Bununla birlikte d, l ve α'ya şiddetli bir biçimde bağlıdır. Bu adı geçen parametreler ile arasında belirli bir ilişki yoktur. Küçük α değerlerinde, 0°'den 15°'ye, 'deki düşüş, l'ye bakılmaksızın, delik çapı arttıkça artmaktadır. , test modellerine bakılmaksızın, sapma açısı ile 30°'ye kadar orantılı biçimde artmıştır. Bununla birlikte, test modellerinin 'leri tek silindirinkinden hala düşüktür. Göreceli olarak yüksek α değerlerinde, 55° – 60°'den 65° – 75°'ye, değerleri, d'ye bakılmaksızın, artmıştır. Bu artışın seviyesi doğrudan l ile ilgilidir. l azaldıkça, 'deki artışın seviyesi artmaktadır, yani, bu α değerlerinde daha az delikli test modelleri direnç kuvvetini düşürme bakımından genellikle daha etkindirler. 'deki bu beklenmedik artış test modeli içerisindeki akış yapısında meydana gelen bir değişiklik olarak yorumlanabilir. , pasif girdap oluşturucu gibi davranan delikler yardımı ile iki-boyutlu girdapların zayıf üç-boyutlu girdaplara dönüştürmesinden dolayı α = 85° – 90°'de bir kez daha kayda değer düzeyde düşürülmüştür. PGH (Parçacık görüntülemeli hızölçer) vasıtasıyla yapılan tüm alan hız ölçümleri de bu fikri desteklemektedir. Test modeli içerisine giren akışkandaki azalma da 'deki bu düşüşe katkıda bulunmuştur. Tez içerisinde, PGH ölçümleri üzerinden elde edilmiş yakın iz bölgesi akış topolojileri, iz bölgesi karakteristikleri, hız dağılımları, girdap kopma frekansları, çevrinti ve türbülans kinetik enerjisi konturları, bir pasif akış kontrol metodu olarak çift sıralı deliklerin aerodinamik/hidrodinamik yönden avantajlarını ve dezavantajlarını açıklamak için sunuluştur.