Delayed detached-eddy simulation based predictions of boundary layer transition and cavity flow noise

Bu tez, çeşitli Geciktirilmiş Ayrık-Çevrinti Simülasyonu (DDES) yöntemlerini kullanan yüksek dereceli bir çözücünün, boşluk akış gürültüsü ve sınır tabakası geçiş olayı tahmin yeteneklerini incelemektedir. Simülasyonları gerçekleştirmeden önce, çoklu-blok ağ yapısı ile birlikte yüksek mertebeli üst-üste grid özellikleri koda eklenmiştir. Böylece, kanat kesiti etrafındaki tünel ağ yapılarını ve iki ayrı bölgeden oluşan boşluk ağ yapılarını oluşturmak kolaylaşmıştır. Geçiş olayı çözümleri için, Baş-Çakmakçıoğlu (BCM) geçiş modeli, kayma-tabakasına-adapte (SLA) grid altı uzunluk ölçeğini kullanan DDES'e dahil edilmiş ve kanat kesitleri ve silindirlerin etrafındaki akış alanlarına uygulanmıştır. Sonuçlar, SLA yaklaşımının türbülanslı yapıları, geçiş olayı sonrası bölgede hızla arttırdığını ve aynı zamanda BCM modelinin gelen laminer akışı koruyarak geçiş başlangıcını doğru tahmin ettiğini göstermektedir. Bu iki yaklaşım arasındaki işbirliği, perdövites açılarındaki kanat kesitlerinin aerodinamik katsayılarının doğru bir şekilde yakalanmasını sağlamıştır. Öte yandan, SLA uzunluk ölçeği, M219 boşluk akışının ve bununla ilişkili gürültünün hesaplanması için Geliştirilmiş DDES yöntemine (IDDES-SLA) dahil edilmiştir. Boşluk problemlerinin, hesaplama kaynaklarına olan talebi azaltmak için fiziksel yan duvarlarının olmadığı kabul edilmiştir. Sonuçlar, genişliği en az bir derinlik olarak alındığında, boşluğun ortalama ve türbülanslı akış alanlarının yan duvarlar olmadan makul bir şekilde elde edilebileceğini göstermektedir. Ayrıca, standart olandan farklı olarak, SLA uzunluk ölçeğinin kullanımı Kelvin-Helmholtz kararsızlığının hakim olduğu bölgenin tahmin edilmesine yardımcı olmuştur. IDDES-SLA, test edilen yaklaşımlar arasında en iyi akustik sonuçları vermekte ve referans çalışmalarla iyi bir uyum göstermektedir. Viskoz yan duvarların yokluğu, ön duvarın yakınları dışında genel ses seviyeleri üzerinde bir etkiye sahip görünmemektedir.