Bir Akım Ortamında Prizmatik Bir Cisim Etrafındaki Üç Boyutlu Akımın Deneysel Olarak İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, dikdörtgen prizmatik bir cisim etrafındaki akım özellikleri deneysel olarak incelenmiştir. Silindirik kesitler hidrodinamik açıdan çok daha elverişli olmasına rağmen imalatının kolaylığı sebebiyle keskin köşeli cisimlerin etrafındaki akımın incelenmesi gelişen deniz teknolojileri ile birlikte gerekli hale gelmiştir. Bu amaç doğrultusunda bozulmamış akım özellikleri referans alınarak akımın üç eksendeki zamansal ortalama hızlarının, türbülans şiddetinin, türbülans kinetik enerjisinin ve Reynolds gerilmelerinin değişimleri belirlenmiş ve bunların sebepleri tartışılmıştır. Akım – cisim sistemi bir bütün olarak düşünülmüş ve cismin akıma etkisinden sonra akımın cisme olan temel etkisi olan sürüklenme kuvveti, dolayısıyla da sürüklenme kuvveti katsayısı (CD) bu durumdaki cisim için belirlenmiştir. Deneyler akustik Doppler hız ve piyozoelektrik basınç ölçerlerle bir su kanalı içerisinde gerçekleştirilmiştir. Deney sonucunda çalışılmakta olan son derece karmaşık üç boyutlu akım ortamında cisim etrafındaki hidrodinamik parametreler belirlenmiştir.

In this study, flow around a square cylinder was investigated by an experimental study. Although circular cylindrical objects are more hydrodynamic, square cylinders are being used because of its easier fabrication and on some conditions its more effective shape. As the marine technologies improve, more investigations became necessary. For this purpose, after setting undisturbed flow characteristics as reference, three dimensional mean velocities, turbulence intensity, turbulence kinetic energy and Reynolds stresses were obtained and its causes were discussed. Flow – body interaction was considered as a whole and after understanding the impact of object on flow, drag force which is main impact of flow on object and drag force coefficient (CD) was studied and obtained. Experiments were conducted by acoustic Doppler velocity meters and piezoelectric pressure transducers in a flume. Complex hydrodynamic parameters around square cylinder were obtained as the output of this study.