ÇalıĢmanın Uygulama Alanı

Günümüzde; türbin ve kompresör pasajlarında ya da dahili soğutma sistemlerinde, olumlu aerodinamik ve termal etkilerinden dolayı, sınır tabaka bariyerleri, ilave komponentler olarak kullanılmaktadır. Eklenen sınır tabakası bariyerlerinin boyutlarının ve yerleĢtirildiği noktanın akıĢ üzerinde etkili olduğu, daha önce yapılan deneysel çalıĢmalar ile ispat edilmiĢtir. Sınır tabakası bariyerinin; karmaĢık bir geometrideki türbülanslı akıĢ üzerindeki etkilerinin incelenerek, boyutlarının ve yerinin optimizasyonunun yapılması gereklidir.

Model olarak seçilen 90° dönüĢlü kanal içerisindeki akıĢın modellenmesi için seçilen SAD yöntemi ile elde edilen sonuçlar, daha önce yapılmıĢ deney sonuçları ile doğrulanmıĢtır. Bu sayede; daha karmaĢık geometrilere yerleĢtirilecek olan sınır tabakası bariyerlerinin optimizasyonu için kullanılabilecek, ekonomik ve hızlı bir yöntem geliĢtirilmiĢtir.

KAYNAKLAR

[1] Wilcox, David C., 1998. Turbulence Modelling for CFD, 5-25, 125 La C nada, Calif. : DCW Industries, Inc.

[2] Hinze, J. O., 1975. Turbulence, Second Ed., 10-50 Mc. Graw-Hill, NewYork, NY.,

[3] Cebeci, T., Smith, A.M.O., 1974. Analysis of Turbulent Boundary Layers, Ser. in Appl. Math. & Mech., XV, 25-50 Academic Press, Orlando, FL. [4] Url-1 <http://en.wikipedia.org/wiki/Turbulence_modeling>, alındığı tarih

14.08.2009.

[5] Url-2 <http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Turbulence_models>, alındığı tarih 14.08.2009.

[6] Tsai, S.F., Sheu, T.W.H., 2007. Numerical Exploration of Flow Topology and Vortex Stability in a Curved Duct, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 71, 564-582

[7] Raisee, M., Alemi H., Iacovides H., 2006. Prediction of Developing Turbulent Flow in 90°-curved Ducts Using Linear and Non-linear Low-Re k- Models, International Journal for Numerical Methods in Fluids, 51, 1379-1405

[8] Ko, T.-H., 2006. A Numerical Study on Entropy Generation and Optimization for Laminar Forced Convection in Rectangular Curved Duct with Longitudinal Ribs, International Journal of Thermal Sciences, 45, 1113-1125

[9] Choi, Y-D., Iacovides, H., Launder, B.E., 1989. Numerical Computation of Turbulent Flow in a Square-Sectioned 180° Bend, Journal of Fluids Engineering(ASME), 59-68

[10] Humphrey, J.A.C., Whitelaw, J.H., 1976. Measurements in Curved Flows, Proceedings of the SQUID Conference International Flows, Airlie House

[11] Taylor, A.M.P, Whitelaw. J.H., Yianneskis, M., 1982. Curved Ducts with Secondary Motion: Velocity Measurements of Developing Laminar and Turbulent Flow, Journal of Fluids Engineering(ASME), 104, 350- 359

[12] Kim, W.J., Patel V.C., 1994. Origin and Decay of Longitudinal Vortices in Developing Flow in a Curved Rectangular Duct, Journal of Fluids Engineering, 116, 45-52

<http://hpce.iitm.ac.in/website/Manuals/Fluent_6.3/Fluent.Inc/fluent 6.3/help/html/ug/node479.htm >, alındığı tarih 11.10.2009

[14] Camcı, C., Rizzo, D.H., 2002. Secondary Flow and Forced Convection Heat Transfer Near Endwall Boundary Layer Fences in a 90° Turning Duct, International Journal of Heat and Mass Transfer, 45, 831-843

[15] Ünalan, S., Akarsu, S.O., Konca, O., 2007. Investigation of Heat Transfer and Pressure Drop for Various Obstacles in a Rectangular-Sectioned 90° Bend, International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, 17(5), 494-511

[16] Kreskovsky, J.P., Briley W.R., McDonald H., 1981. Prediction of Laminar and Turbulent Primary and Secondary Flows in Strongly Curved Ducts, NASA Report, No. CR.3388

[17] Iacovides, H., Launder, B.E., Loizou, P.A., 1987. Numerical Computation of Turbulent Flow Through a Square Sectioned 90° Bend, :International Journal of Heat and Fluid Flow, 8(4), 320-325

[18] Kawai, T., Shinoki, S., Adachi, T., 1989. Secondary Flow Control and Loss Reduction in a Turbine Cascade Using Endwall Fences, JSME Int. J.(Series II), 32, 357-387

[19] Chung, J.T., Simon, T.W., Buddhavarapu, J., 1991. Three-dimensional Flow Near the Blade/Endwall Junction of A Gas Turbine; Application of a Boundary Layer Fence, ASME Paper 91-GT-45, 36th ASME Internationl Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition [20] Chung, J.T., Simon, T.W., 1993. Effectiveness of the Gas Turbine Endwall

Fences in Secondary Flow Control at Elevated Free-Stream Turbulence Levels, ASME Paper 93-GT-51, 38th ASME Internationl Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition

[21] Url-3 < http://www.nfcrc.uci.edu/EnergyTutorial/gasturbine.html>, alındığı tarih 11.10.2009

[22] Sieverding, C.H., 1985. Recent Progress in Understanding of Basic Aspects of Secondary Flows in Turbine Blade Passages, Trans. ASME of Eng. Gas Turbines, 107, 248-257

[23] Langston, L.S., Nice, M.L., Hooper R.M., 1977. Three Dimensional Flow Within a Turbine Blade Passage, ASME Journal of Engineering for Power, 99(1), 21-28

[24] Url-4 < http://www.imiue.polsl.pl/dane/konf_cfg/materialy/paper3-1__1-9- 2008_16-17-7.pdf>, alındığı tarih 11.10.2009

[25] Url-5

[26] Wiedner, B.G., 1994. Passage Flow Structure and Its Influence on Endwall Heat Transfer in a 90° Turning Duct, Phd. Thesis, The Pennsylvania State University, Pennsylvania

[27] Kim, K., Wiedner, B.G., Camcı B., 2002. Analysis of turbulent flow and endwall heat transfer in a 90° turning duct and comparisons with measured data, International Journal of Rotating Machinery, 8(2), 109-123

EKLER

EK A.1 : Deneysel sonuçlar; boyutsuz toplam basınç katsayısı, EK A.2 : Deneysel sonuçlar; ortalama ikincil hız vektörleri EK A.3 : Deneysel sonuçlar; ikincil kinetik enerji

EK A.4 : KarĢılaĢtırma toplam basınç katsayısı, , için kullanılan Fortran programı

EK A.1

ġekil A.1 : Boyutsuz toplam basınç katsayısının, ,sınır tabakası bariyeri etkisi ile değiĢiminin deneysel olarak incelenmesi[14]

BD ED BD ED BD ED BD ED BD ED BD ED

Kalın, tam yükseklik, tam boy Kalın, yarım yükseklik, tam boy

Kalın, tam yükseklik, yarım boy Kalın, yarım yükseklik, yarım boy

EK A.2

ġekil A.2 : Ortalama ikincil hız vektörlerinin, sınır tabakası bariyeri etkisi ile değiĢiminin, deneysel olarak incelenmesi [14]

ED BD ED BD ED BD

Kalın, tam yükseklik, yarım boy Kalın, yarım yükseklik, yarım boy

Ġnce, yarım yükseklik, tam boy Bariyersiz hal

Kalın, tam yükseklik, tam boy Kalın, yarım yükseklik, tam boy

ED BD BD ED ED BD BD

EK A.3

ġekil A.3 : Ġkincil kinetik enerjinin sınır tabakası bariyeri etkisi ile değiĢiminin deneysel olarak incelenmesi [14]

ED BD

ED BD

ED Kalın, tam yükseklik, yarım boy

Ġnce, yarım yükseklik, tam boy Bariyersiz hal

BD

Kalın, tam yükseklik, tam boy Kalın, yarım yükseklik, tam boy

ED

ED BD

Kalın, yarım yükseklik, yarım boy

BD

BD

EK A.4

!******************************************************************* !PROGRAM: JOURNAL_PARTIONED!

!AMAC: Fluent içerisinde; aynı geometrilere uygulanan farklı yoğunluklardaki !çözüm ağlarının birbiri ile karĢılaĢtırmasını sağlamak.

!Aynı koordinatlara sahip noktaların, çözüm ağlarına tanıtılması için kullanılır. !Program çıktısı olan dosyalar(journal), Fluent'e;

!File > Read > Run Journal

!komut dizisi ile okutulur. Fluent içerisine noktaların tanıtılması sırasında geçen !süreyi azaltmak için; 42x42 noktadan oluĢan ağ, daha küçük olan 4 ağa

!bölünmüĢtür. Ayrıca; 42x42 noktadan oluĢan ağ, bir bütün halde de yazdırılmıĢtır. !******************************************************************* program JOURNAL_PARTIONED

implicit none

real:: a(3000), b(3000), c (3000), d(3000), e(50) integer :: i,j,k

open (16, FILE = 'journal_domain_1.txt',STATUS='unknown') open (17, FILE = 'journal_domain_2.txt',STATUS='unknown') open (18, FILE = 'journal_domain_3.txt', STATUS='unknown') open (19, FILE = 'journal_domain_4.txt', Status = 'unknown') open (20, FILE = 'integrated_domain.txt', Status = 'unknown')

write(16,101) '(cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*SurfaceMenu*Point...")' write(17,101) '(cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*SurfaceMenu*Point...")' write(18,101) '(cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*SurfaceMenu*Point...")' write(19,101) '(cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*SurfaceMenu*Point...")' write(20,101) '(cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*SurfaceMenu*Point...")' 101 format (A59) a(1) = 0.36541 c(1) = 0 do i=1,41 a(i+1) = a(i) + 0.0049509 c(i+1) = c(i) +0.00495122 end do do i=1,42 b(i) = -.3654 end do ! ağ_1 yazılıyor do i=1,21 do j=1,21

write(16,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry1(x0)"' , " '( " ,a(i) ,'))' write(16,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

write(16,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry2(z0)"', " '( ",c(j),'))' write(16,103) '(cx-gui-do cx-activate-item "Point

Surface*PanelButtons*PushButton1(OK)")' end do end do ! ağ_2 yazılıyor do i=1,21 do j=22,42

write(17,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry1(x0)"' , " '( " ,a(i) ,'))' write(17,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry2(y0)"', " '( ", b(i),'))' write(17,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry2(z0)"', " '( ",c(j),'))' write(17,103) '(cx-gui-do cx-activate-item "Point

Surface*PanelButtons*PushButton1(OK)")' end do end do ! ağ_3 yazılıyor do i=22,42 do j=1,21

write(18,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry1(x0)"' , " '( " ,a(i) ,'))' write(18,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry2(y0)"', " '( ", b(i),'))' write(18,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry2(z0)"', " '( ",c(j),'))' write(18,103) '(cx-gui-do cx-activate-item "Point

Surface*PanelButtons*PushButton1(OK)")' end do end do ! ağ_4 yazılıyor do i=22,42 do j=22,42

write(19,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry1(x0)"' , " '( " ,a(i) ,'))' write(19,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry2(y0)"', " '( ", b(i),'))' write(19,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry2(z0)"', " '( ",c(j),'))' write(19,103) '(cx-gui-do cx-activate-item "Point

end do

!tüm ağ yazılıyor do i=1,42

do j=1,42

write(20,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry1(x0)"' , " '( " ,a(i) ,'))' write(20,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry2(y0)"', " '( ", b(i),'))' write(20,100) '(cx-gui-do cx-set-real-entry-list "Point

Surface*Frame2(Coordinates)*Table1*RealEntry2(z0)"', " '( ",c(j),'))' write(20,103) '(cx-gui-do cx-activate-item "Point

Surface*PanelButtons*PushButton1(OK)")' end do

end do

100 format (A,A,F8.6,A) 103 format (A73)

ÖZGEÇMĠġ

Ad Soyad: Hakan Tekin

Doğum Yeri ve Tarihi: Bolu – 07.08.1979

Adres: Sümer Mahallesi Örnek Sokak No:24/2 Bolu