SeyrüseferSeyir DefteriMühendislik → DTRC Model 5470 - Üçüncü Boyut

DTRC Model 5470 - Üçüncü Boyut

Seyir Defteri - Mühendislik
Pazar, 07 Ekim 2018

DTRC 5470 3BKısa bir süre önce ele alınan Darpa Suboff gövdesinin 2 Boyutlu direnç çözümlerinin devamı niteliğinde eşdeğer modelleme ve çözüm yaklaşımı kullanılmak suretiyle bu kez 3 Boyutlu bir değerlendirmeden bahsedilecek.

Suboff çıplak teknesinin yarım gövdesinden oluşan 3B modeli temelinde OpenFOAM ile elde edilen direnç değerlerinin 2B çözümler ile karşılaştırılması ve bir miktar renkli resimden müteşekkil bazı son işlem görüntülerinin sunulmasıyla mevzu kapatılacak.

Önceki 2B inceleme ile yapılacak karşılaştırmanın tutarlı olabilmesi için söz konusu çalışma için tercih edilen eksensimetrik Suboff modeli örgüsünün boyuna eksen etrafında π kadar döndürülmesiyle elde edilen yarım gövde 3B model elde edilmiştir ve dönüş yönünde 48 düğüm noktası kullanılmıştır. Diğer bütün değişkenler önceki çalışma ile aynıdır.

Süre kısıtlaması sebebiyle bu kez yalnızca yArtı ~30 özelliğindeki sınır tabaka örgüsü ile daha önce en iyi sonucu veren türbülans modellerinden ikisi olan kOmegaTNT ve LienCubicKE ile üçüncü olarak da bu tür problemlerin çözümünde kullanılan en yaygın genel maksat modeli olan kOmegaSST tercih edilmiştir.

Bu durumda Reynolds sayısı olan 14e06 için gerçekleştirilecek hesaplamalarda kullanılan temel değişkenler [1] aşağıdaki gibidir:

  • Ortam: Tatlı su
  • Sıcaklık (t): 15°C
  • Yoğunluk (ρ): 999,1026kg/m3
  • Girdap luzûciyeti (ν): 1,1386e-06m2/sn
  • Serbest türbülans yoğunluğu (I): %0,161
  • Hız (U): 3,660m/sn
  • Uzunluk (L): 4,3561m
  • Islak Alan (S): 5,998m2 (tam model için)


Suboff DTRC model 5470 için 3 Boyutlu Örgü ve Akış Hatları

Resim.1) Suboff DTRC model 5470 için 3 Boyutlu çokyüzlü melez örgü ve akış hatları.
Yanlış hatırlamıyorsan burada hücum açısı 30derece.


Yukarıdaki resimde görülen söz konusu 3B hesaplama örgüsü, önceki bölümde verilen Suboff çıplak tekne kesit geometrisi kullanılarak kolayca imâl edilebilir. Eğer bu örgüyü Gmsh ile üretmek isterseniz bu geometri verisini doğrudan kullanarak Gmsh ile Eksensimetrik Melez Örgü İmâli adlı bölümde açıklandığı şekilde oluşturup OpenFOAM içine ithâl ederek çözebilirsiniz.

Türbülans Modeli Toplam
Direnç - N
Deney
ile Fark

Sürtünme
Direnci - N
ITTC-1957
ile Fark
kOmegaSST 120,7 %-5,77 111,31 %-2,12
kOmegaTNT 126,3 %-1,10 116,28 %2,24
LienCubicKE 127,4 %-0,26 116,42 %2,36
Havuz Deneyi 127,70
-
-
-
ITTC 1957 - - 113,67 -

Çizelge.1) 3B çözüm ile elde edilen direnç sonuçlarının (yArtı ~30) havuz deneyi sonuçları [2] ve ITTC-1957 ile karşılaştırılması.


3B model kullanılmasıyla bu kez 0 dereceye ilave olarak 5, 10, 18 ve 30 derecelik açılar için de çözümler elde edilebilmiştir. Bununla birlikte konuya yeterli zaman ayrılamaması sebebiyle bu ilave hücum açıları ile elde edilen sonuçların deney verileriyle karşılaştırılması gerçekleştirilememiştir yine de aşağıdaki birkaç resim üzerinde 18derece için sonuçlara ait bir iki küçük karşılaştırma görülebilir...

Suboff DTRC model 5470 için 3 farklı Türbülans Modeli ile Elde Edilen Duvar Kayma Gerilmesi Sonuçları

Resim.2) Suboff DTRC model 5470 için 3 farklı türbülans modeli ile 18derece için elde edilen duvar kayma gerilmesi sonuçlarının rüzgâraltı tarafından görünüşü.


Suboff DTRC model 5470 için Kuyruk Bölgesindeki Bir Kesitte Hesaplanan Akış Hızları

Resim.3) Suboff DTRC model 5470 için kuyruk bölgesindeki bir kesitte (x/L=0,95) hesaplanan akış hızları.


DTRC Model 5470 Kesitleri Üzerinde Hesaplanan Basınç Dağılımları

Resim.4) DTRC Model 5470 kestileri üzerinde hesaplanan basınç dağılımları.
Üstte x/L=0,5 ve altta x/L=0,95.
X ekseninin solu rüzgârüstü sağı ise rüzgâraltı tarafıdır.
Daha önce benzer bir çalışma ile gerçekleştirilen doğrulama çalışmasında en iyi basınç dağılımını LienCubicKE sağlamıştı.


DTRC Model 5470 Kesitleri Üzerinde Hesaplanan Kayma Gerilmesi Dağılımları

Resim.5) DTRC Model 5470 Kesitleri üzerinde hesaplanan bileşke kayma gerilmesi dağılımları.
Üstte x/L=0,5 ve altta x/L=0,95.
X ekseninin solu rüzgârüstü sağı ise rüzgâraltı tarafıdır.


♦ Kaynaklar

1. ITTC Recommended Procedures - Fresh Water and Seawater Properties, 2011
2. Summary of DARPA Suboff Experimental Program Data, 1998, Han Lieh Liu - Thomas T. Huang
 







Telif Hakkı © 1997-2018 [uskudar.biz] - sürüm 5.5.1 - Bütün Hakları Saklıdır. Kullanım şartları için tıklayın!
Joomla! GNU/GPL lisansı altında özgür bir yazılımdır.