Akış Problemlerinin Sonlu Hacimler Metodu İle Yapısal Olmayan Hesap Ağlarında Çözümü

Abstract

Bu çalışmada sıkıştırılamaz daimi akış problemlerinin temel değişkenler kullanılarak yapısal olmayan hesap ağlarında, sonlu hacimler yöntemi kullanılarak çözümü incelenmiştir. Basıncın ve hızların hesaplanması için SIMPLE algoritması kullanılmıştır. Çalışmada öncelikli olarak akış problemlerini tanımlayan denklemlere temel oluşturan Taşınım-Yayınım denklemi çözülmüştür. Yapılan hesaplamalar sonucu hesap ağındaki kontrol hacmi sayısı arttıkça yapısal ve yapısal olmayan hesap ağlarında elde edilen sonuçların birbirlerine yaklaştığı tespit edilmiştir. Ağız tarafından sürülen akış ve ani genişleyen kanalda akış problemleri çözülmüştür. Yapılan hesaplamalar sonucu yapısal olmayan hesap ağları ile yapılan çözümlemelerin hesap ağındaki kontrol hacmi sayısı arttıkça yapısal hesap ağlarında elde edilen sonuçlara yaklaştığı görülmüştür. Ayrıca ikinci düzeltme adımının çözümün yakınsamasını özellikle yüksek Reynolds sayılarında iyileştirdiği tespit edilmiştir. SIMPLE algoritmasının mühendislik uygulamaları için yeterli olduğu ancak yüksek teknoloji uygulamaları için daha gelişmiş bir yöntem kullanılması gerektiği sonucuna varılmıştır.

In this study solution of incompressible, steady state fluid flow problems by using primitive variables and finite volume method on unstructered grids is investigated. SIMPLE algorithm is used for the computation of pressure and velocities. Convection-Diffusion problem is solved as a beginning in order to determine the differences between unstructered and structured grids. It is seen that the results of the computations are getting closer for the structered and unstructered grids as the number of the control volumes increases. Lid-Driven Cavity and Backward Facing Step problems are solved for the test of the discretization on fluid flow problems. It is seen that results of the computations that are done with the unstructured grids are getting closer to the results of computations with structured grids.On the other hand, correction step enhances the convergency at high Reynolds numbers. It is determined that SIMPLE algorithm can be used for engineering computations but the accuracy for the scientific computations is not sufficient.