Dairesel bir silindir ardındaki pasif akış kontrolünün hesaplamalı akışkanlar dinamiğiyle incelenmesi

Küt bir cisme etki eden dış akışlar, akış alanı içerisinde cismin arkasında girdaplara yol açarak düzensiz ve zamana göre değişen akış davranışları gösterirler. Dairesel silindir gibi küt cisimler arkasında oluşan akış düzensizlikleri laminer ve türbülanslı akış durumlarının her ikisinde de oluşmaktadır. Bu akış düzensizliklerinin kontrol altına alıp etkilerini azaltmak için bir kontrol yöntemi geliştirmek gerekmektedir. Geliştirilen ve kullanılan akış kontrolünün esas amacı, akışın temas ettiği yüzeylerde neden olduğu sürüklenme, kaldırma, basınç ve zamana göre değişen tüm kuvvetlerin etkisini azaltmak ve cisim üzerindeki olumsuz durumları sınırlanmaktır. Bu çalışmada iki-boyutlu zamana bağlı olarak gelişen akışın etkilerini dairesel silindir çevresine simetrik olarak yerleştirilen kanat profilleri ile kontrol altına alınması ve kuvvet etkilerinin sınırlandırılması incelenmektedir. Yapılan analizlerde k-epsilon akış koşulları kullanılarak çözümlemeler yapılmıştır. HAD analizlerinde laminer akışta zamana bağlı Reynolds ortalamalı Navier-Stokes denklemleri (URANS) çözümlenmiş ve türbülans modeli olarak k-epsilon türbülans modeli kullanılmıştır. HAD analizleri sonucunda, zaman ortalamalı sürüklenme katsayısı, kaldırma katsayısı, değişimleri elde edilmiştir. Oluşturulan 2 modelin analizlerinde Reynolds sayısı 100 olarak alınmış ve çalışma boyunca sabit tutulmuştur. Elde edilen veriler neticesinde pasif akış kontrol yönteminin etkileri gözlemlenmiştir. Çalışma sonucunda yalın silindir için elde edilen 1,328 değerine sahip çalkantılı sürüklenme kuvveti çalışmamızda simetrik kanatların eklenmesiyle 2,07 değerine kadar çıkmış olsa da çalkantılı kaldırma kuvveti değeri 0,227 değerinden ciddi bir düşüş elde edilmiştir. Bu incelemelerden sonra elde edilen vorticity ve hız çizgileri figürleri incelendiğinde silindir arkasında meydana gelen girdapların simetrik kanatların eklendiği sistemlerde silindirden daha uzak olduğu saptanmıştır.