Çukur yapıların yüzey sürtünme direncine olan etkilerinin hesaplamalı ve deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Tez çalışması kapsamında düz ve çukur yapılı levhalar üzerinde gerçekleştirilen deneysel çalışmalar, tam gelişmiş türbülanslı akış kanalında gerçekleştirilmiştir. FTFC (Fully Turbulent Flow Channel) olarak isimlendirilmiş kanal sistemi Strathclyde Üniversitesi Kelvin Hidrodinamik Laboratuvarında yer almaktadır. Deneysel çalışmalar kapsamında basınç düşüşü ve akım görüntüleme ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar, nümerik çalışmalardan faydalanılarak, düşük Re_H sayılarında elde edilen etkilerin yüksek Re_H sayılarında da benzer olacağı kabulü ile, düzeltme katsayıları hesaplanarak yeniden hesaplanmıştır. Gelinen noktada basınç düşüşü ölçümlerinden yola çıkılarak hesaplanan direnç değişimlerinin düşük Re_H sayılarında nümerik çalışmalar ile benzerlik gösterdiği görülmektedir. Nümerik çalışma sonucunda en iyi sonuç veren D45_4 ve D60_3 vakaları, Re_H sayısının artması ile birlikte düzeltilmiş deneysel sonuçlara göre %20 oranlarına varan iyileştirme sergilemişlerdir. Bu sonuçlar literatürde yer alan öncül çalışmalar ile benzerlik göstermektedir. Kanal akışı fiziği gereği bu iyileştirme doğrudan direnç iyileştirmesi olarak değerlendirilmemelidir. Ancak deneysel çalışmaların nümerik çalışmalar ile uyum göstermesi, PIV ölçümleri neticesinde gözlemlenen akış alanlarının literatür ile benzerlik sergilemesi elde edilen sonuçların çukur yapıların potansiyelini ortaya koymaktadır. Yüksek Reynolds sayılarında bu etkilerin görülüyor olması, çukur yapıların su ortamında daha yüksek potansiyele sahip olabileceğini ve dolayısı ile denizcilik uygulamaları için önemli olabileceğini göstermektedir.