Tek bir dairesel silindir ve duvara yakın tandem silindirler etrafındaki akış yapıları

Bu çalışmada, ard arda yerleştirilmiş dairesel kesitli iki silindirin tabanla aralarındaki mesafenin değiştirilmesi ile oluşan akış yapısının karşılaştırmalı bir çalışması Parçaçık Görüntülemeli Hız ölçme Tekniği (PIV) kullanılarak deneysel olarak araştırıldı. Su kanalında h/D = 0, 0,5 ve 1 olmak üzere üç farklı yükseklik oranı için deneyler yapılmıştır. Yükseklik oranı, boşluk yüksekliğinin (dairesel silindirin alt yüzeyi ile duvar yüzeyi arasındaki) silindir çapına oranı olarak tanımlanmaktadır. Ard arda yerleştirilen silindirler arasında ki mesafe G/D boşluk oranı olarak tanımlanmış olup, G/D=1 olarak deneyler süresince sabit tutulmuştur. Silindir çapına bağlı, D, Reynolds sayısı, ReD = 2100 ve sınır tabakasının kalınlığı δ/D = 0,4 olarak belirlenmiştir. Deney sonuçları zaman ortalamalı akım çizgileri <ψ>, zaman ortalamalı girdap eş düzey eğrileri, <ω>, ve Reynolds gerilmeleri, , dikkate alınarak değerlendirildi. Bulgular, boşluk oranının, G/D ve yükseklik oranın, h/D silindirler etrafındaki akış yapıları üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Deneyden elde edilen akış verilerinden de anlaşılacağı üzere, silindir üzerindeki ayrılma noktasının ve silindir arkasındaki ölü akış bölgesinin farklı silindir yüksekliklerinde değişim gösterdiği gözlemlenmiştir. Bunun yanı sıra, ölü akış bölgesinde oluşan vorteks büyüklüklerinin ve Reynolds kayma gerilmesi, , değerlerinin de silindir yüksekliğine bağlı olarak farklılıklar gösterdiği belirlenmiştir. Silindir çiftinin etrafındaki akışın tek silindire göre daha karmaşık, kararsız ve çok değişken bir yapıya sahip olduğu belirlenmiştir.