İki Boyutlu Dikdörtgen, Perdeli Ve Perdesiz Bir Tanktaki Sıvı Çalkantısının Sayısal Olarak İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, kısmi dolu, kapalı, T-şekilli perdeli ve perdesiz iki boyutlu dikdörtgen bir tank içindeki sıvı çalkantısı sayısal olarak incelenmiştir. Tank, %50 ve %75 doluluk oranları için, 40 ve 80 olmak üzere iki farklı dönme açısı ve tankın doğal frekansı dikkate alınarak belirlenen 3.3 rad/s sabit açısal hız ile ele alınarak hareket ettirilmiştir. Dönme açısı, tank doluluk oranı ve perde yükseklikleri sistematik olarak değiştirilerek bu parametrelerin tank duvarındaki hidrodinamik yükler ve dalga yükseklikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Hesaplamalar, sırasıyla, sonlu farklar ve sonlu hacim ayrıklaştırması kullanılarak laminer ve türbülanslı viskoz akış çözücüler vasıtasıyla iki farklı biçimde gerçekleştirilmiştir. Her iki yöntem de çalkantı hareketi akışkan hacmi tekniğine dayalı bir algoritmadan yararlanılarak çözülmüştür. Analizler neticesinde her iki yöntem ile elde edilen sonuçların uyum içinde olduğu görülmüştür. Perdenin, yüksekliğinin sıvı seviyesinin %80’inden daha büyük olduğu durumlarda basınç ve dalga sönümlemesinde etkili olduğu görülmüştür.

In this study, the liquid sloshing in a closed, partially-filled, T-shaped baffled and unbaffled two-dimensional rectangular tank was numerically investigated. The tank was rotated with two different rotation angles of 40 and 80, and a fixed angular velocity of 3.3 rad/s, which was determined by taking the natural frequency of the tank into consideration, for the filling rates of 50% and 75%. The rotation angles, filling rates and baffle heights were systematically varied and the effect of these parameters on the hydrodynamic loads on the tank wall and free surface elevations were examined. Correspondingly, the hydrodynamic loads on the tank wall and free surface elevations were systematically examined. The calculations were carried out in two different ways, by means of laminar and turbulent viscous flow solvers, which use the finite differences and finite volume discretisation techniques, respectively. In both methods, the sloshing motion was solved with an algorithm involving the “volume of fluid” technique. The analyses pointed out the agreement of the results obtained with two different numerical techniques applied. it was found that the baffle was effective in pressure and wave damping when its height was greater than 80% of the liquid level.