Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması
Yıl: 2018 Cilt: 33 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 1123 - 1133 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.453552 İndeks Tarihi: 17-12-2018
Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması
Öz: Bu çalışma, küre çapına göre tarif edilen Reynolds sayısının 2,5x103 ve 1x104 aralığında farklı daldırmayükseklikleri için açık bir su kanalında serbest su yüzeyi ve kürenin art izi bölgesi arasındaki akış yapısıetkileşimini sunmaktadır. Anlık ve zaman ortalaması alınmış hız alanı, akım çizgisi topolojisi, girdaplar vehız konturları gibi akış modellerini göstermek için Parçacık Görüntülemeli Hız ölçme (PIV) ve boyagörselleştirme teknikleri uygulanmıştır. Küre, serbest yüzeye kısmen daldırılma konumundan serbestyüzeyden iki küre çapı kadar aşağı doğru çeşitli daldırma konumlarına 0,25 h/D 3,0 aralığındasabitlenmiştir. Daldırma oranı, küre alt kolunun serbest yüzey ile olan mesafesinin küre çapına oranı olaraktanımlanmıştır. Kürenin yerleştirildiği konumlara bağlı olarak, art izi bölgesinin özellikleri üç farklı akışolayı sergilemiştir. Bunlar; daldırma oranı 0,25 h/D 1,0 aralığı için üniform akış bölgesi ve serbest yüzeyarasındaki kısıtlı bir art izi bölgesi, daldırma oranı 1,25 h/D 2,0 aralığı için serbest yüzey etkisinden dolayısimetrik olmayan akış modelleri ve daldırma oranı 2,5 h/D 3,0 aralığı için simetrik akış yapıları olaraksınıflandırılmıştır. Akış fiziği açısından bahsedilen akış yapıları için daha detaylı sonuçlar karşılaştırılmalıolarak sunulmuş ve yorumlanmıştır.
Anahtar Kelime: Investigation of interactions between a sphere wake and free surface
Öz: This paper presents flow-structure interaction between a sphere wake and a free water surface for different submerged elevations in an open water channel for Reynolds numbers in the range of 2.5x103 ≤Re≤1x104 based on the diameter of the sphere. Particle Image Velocimetry (PIV) and dye visualization techniques were performed to demonstrate flow patterns such as instantaneous and time-averaged velocity field, streamline topology, vortices, velocity contours. The sphere was fixed at various submerged locations from the piercing the free surface case to the two sphere diameters beneath the free surface in the range of 0.25 h/D 3.0. Here, submerged ratio was defined as ratio of bottom shoulder of the sphere from the free surface to the sphere diameter. Depending on the sphere locations, characteristics of wake region exhibit three different flow phenomena. These are classified as; a restricted wake region between the free-surface and uniform flow stream for the submerged ratios of 0.25 h/D 1.0, unsymmetrical flow patterns due to the free surface effect for the submerged ratios of 1.25 h/D 2.0 and symmetrical flow structures for the submerged ratios of 2.5 h/D 3.0. More detailed results for the aforementioned flow structures from the point of flow physics were comparatively presented and interpreted.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- Zhao H., Liu X., Li D., Wei A., Luo K., Fan J., Vortex dynamics of a sphere wake in proximity to a Wall, Int. J. Multiphase Flow, 79, 88-106, 2016.
- Zafer B., Coşgun F., Aeroacoustics investigation of unsteady incompressible cavity flow, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (3), 665-675, 2016.
- Aküzüm M., Aygün C., The effect of shape factor on the drag coefficient of spin stabilized bullets by experimental and numerical analyses, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (2), 255-262, 2016.
- Tunçer O., Kahraman S., Kaynaroğlu B., Investigation of flow past a swirl vane with the PIV technique, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (4), 833-838, 2016.
- Zhu C., Liang, S. C., Fan L.-S., Particle wake effects on the drag force of an interactive particle, Int. J. Multiphase Flow, 20 (1), 117-129, 1994.
- Reichl P. J., Hourigan K., Thompson M. C., Flow Past a Cylinder Close to a Free Surface, J. Fluid Mech., 533, 269-296, 2005.
- Miyata H., Shikazono N., Kani M., Forces on a circular cylinder advancing steadily beneath the free-surface, Ocean Eng., 17 (1-2), 81–104, 1990.
- Yu D., Tryggvason G., The free surface signature of unsteady two dimensional vortex flows, J. Fluid Mech., 218, 547–572, 1990.
- Fornberg B., Steady viscous flow past a circular cylinder up to Reynolds number 600, J. Comput. Phys, 61 (2), 297-320, 1985.
- Triantafyllou G.S., Dimas A.A., Interaction of twodimensional separated flows with a free surface at low Froude numbers, Phys. Fluids, 1 (11), 1813–1821, 1989.
- Triantafyllou G.S., Dimas A.A., The low Froude number wake of floating blufjf objects, Internal Report MITSG89-5, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, 1989.
- Doğan S., Küre serbest yüzey etkileşimiyle oluşan akış yapısı ve kontrolünün deneysel incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Selçuk Üniversitesi, Konya, 2013.
- Ozgoren M., Flow Structure in the Downstream of Square and Circular Cylinders, Flow Meas. Instrum, 17 (4), 225-235, 2006.
- Ozgoren M., Dogan S., Okbaz A., Sahin B., Akilli H., Comparison of Flow Characteristics of Different Sphere Geometries Under the Free Surface Effect, EPJ Web of Conferences, 45 (01022), 1-10, 2013.
- Ozgoren M., Dogan S., Okbaz A., Sahin B., Akilli H., Passive Control of Flow Structure Interaction between a Sphere and Free-Surface, EPJ Web of Conferences, 25 (01065), 1-16, 2012.
- Jang II Y., Lee S. J., PIV analysis of near-wake behind a sphere at a subcritical Reynolds number, Exp. Fluids, 44 (6), 905-914, 2008.
- Yun G., Kim D., Choi H., Vortical structures behind a sphere at subcritical Reynolds numbers, Phys Fluids, 18 (1), 2006.
- Hassanzadeh R., Şahin B., Özgören M., Large eddy simulation of free surface effects on the wake structures downstream of a spherical body, Ocean Eng., 54, 213– 222, 2012.
- Sheridan J., Lin J.C., Rockwell D., Flow past a cylinder close to a free surface, J. Fluid Mech., 330, 1–30, 1997.
- Hoyt J.W., Sellin R.H.J., A comparison of the tracer and PIV results in visualizing water flow around a cylinder close to the free surface, Exps. Fluids, 28 (3), 261–265, 2000.
- Sheridan J., Lin J.C., Rockwell D., Metastable states of a cylinder wake adjacent to a free surface, Phys. Fluids, 7 (9), 2099–2101, 1995.
- Sakamoto H., Haniu H., A study on vortex shedding from spheres in a uniform flow, J Fluids Eng., 112, 386– 392, 1990.
- Nakamura I., Steady Wake behind a Sphere, Phys Fluids, 19 (1), 5–8, 1976.
- Taneda S., Experimental Investigation of Vortex Streets, J. Phys. Soc. Jpn., 20 (9), 1714-1721, 1965.
- Achenbach E., Vortex shedding from spheres, J. Fluid Mech., 62 (2), 209-221, 1974.
| APA | DOGAN S, ÖZGÖREN M, OKBAZ A, Sahin B, Akilli H (2018). Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. , 1123 - 1133. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| Chicago | DOGAN Sercan,ÖZGÖREN MUAMMER,OKBAZ ABDULKERIM,Sahin Besir,Akilli Huseyin Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. (2018): 1123 - 1133. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| MLA | DOGAN Sercan,ÖZGÖREN MUAMMER,OKBAZ ABDULKERIM,Sahin Besir,Akilli Huseyin Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. , 2018, ss.1123 - 1133. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| AMA | DOGAN S,ÖZGÖREN M,OKBAZ A,Sahin B,Akilli H Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. . 2018; 1123 - 1133. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| Vancouver | DOGAN S,ÖZGÖREN M,OKBAZ A,Sahin B,Akilli H Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. . 2018; 1123 - 1133. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| IEEE | DOGAN S,ÖZGÖREN M,OKBAZ A,Sahin B,Akilli H "Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması." , ss.1123 - 1133, 2018. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| ISNAD | DOGAN, Sercan vd. "Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması". (2018), 1123-1133. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.453552 |
| APA | DOGAN S, ÖZGÖREN M, OKBAZ A, Sahin B, Akilli H (2018). Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33(3), 1123 - 1133. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| Chicago | DOGAN Sercan,ÖZGÖREN MUAMMER,OKBAZ ABDULKERIM,Sahin Besir,Akilli Huseyin Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 33, no.3 (2018): 1123 - 1133. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| MLA | DOGAN Sercan,ÖZGÖREN MUAMMER,OKBAZ ABDULKERIM,Sahin Besir,Akilli Huseyin Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.33, no.3, 2018, ss.1123 - 1133. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| AMA | DOGAN S,ÖZGÖREN M,OKBAZ A,Sahin B,Akilli H Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2018; 33(3): 1123 - 1133. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| Vancouver | DOGAN S,ÖZGÖREN M,OKBAZ A,Sahin B,Akilli H Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2018; 33(3): 1123 - 1133. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| IEEE | DOGAN S,ÖZGÖREN M,OKBAZ A,Sahin B,Akilli H "Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33, ss.1123 - 1133, 2018. 10.17341/gazimmfd.453552 |
| ISNAD | DOGAN, Sercan vd. "Serbest yüzey ve bir küre art izi arasındaki etkileşimlerin araştırılması". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 33/3 (2018), 1123-1133. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.453552 |
