Yüksek binalar etrafındaki akışın sayısal ve deneysel incelemesi

Küt bir cisme etkiyen dış akış, cismin arkasında karmaşık, zamana göre değişen, girdaplı ve türbülanslı bir davranış sergiler. Cismin şekline ve akışın hızına ve yönüne göre cismin yüzeylerinde basınç farklılıkları oluşur. Bu tez çalışmasında yüksek binalar etrafındaki akış sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Yapısal olmayan çözüm ağları kullanılarak ve Reynolds-Ortalamalı Navier-Stokes denklemleri çözülerek daimi durum Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) simülasyonları yapılmıştır. Öncelikle, test ve doğrulama durumu olarak seçilen yerde duran tek bir küp etrafındaki akışın HAD simülasyonları farklı çözüm ağları, farklı türbülans modelleri ve farklı sınır şartları kullanılarak yapılmış ve literatürde yer alan diğer deneysel ve sayısal çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Daha sonra, bu simülasyonlarda iyi sonuç veren türbülans modeli ve sınır şartlarını seçilerek yüksek bir bina modeli etrafındaki akış incelenmiştir. Üç farklı atmosferik sınır tabaka hız profili kullanılarak (Boş tünel ve B ve C kategorilerinde atmosferik sınır tabakalar sağlamak için kullanılan pürüzlülük elemanları olan tünel) ve iki farklı rüzgar açılarında (0° ve 30°), 20 cm x 15 c m x 50 cm ölçülerine sahip yüksek bir bina modeli etrafındaki akışın HAD simülasyonları yapılmıştır. Ayrıca, aynı koşullar için, Ankara Rüzgâr Tüneli'nde, bu tez kapsamında imal edilen yüksek bina modeli ile deneyler yapılmıştır. Bina modelinin ön, üst, arka ve yan yüzeylerine yerleştirilen basınç probları ile ortalama yüzey basınçların ölçümleri ve bina arkasında iz bölgesi içerisinde sıcak tel kullanarak hız profili ölçümleri yapılmıştır. Yapılan HAD simülasyon sonuçları deneylerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlarda farklılıklar olmasına rağmen deneylerle benzer eğilimler göstermiştir. Son olarak, karmaşık şekilli ve gerçek binaların ve bina gruplarının etrafındaki akışa örnek olarak TOBB ETÜ Kampüs Binaları ve TOBB ETÜ Konuk Öğrenci Evi Binaları için benzer şekilde HAD simülasyonları yapılmış ve tartışılmıştır.