SeyrüseferSeyir DefteriMühendislik → 6:1 Uzatılmış Küre: SA için Güncelleme

6:1 Uzatılmış Küre: SA için Güncelleme

Seyir Defteri - Mühendislik
Salı, 23 Ağustos 2016

Yüzey Akış HatlarıBu sayfadaki veriler daha önce yayınlanan 6:1 Uzatılmış Küre etrafındaki akış incelemelerine ait bilgilerin bazı açılardan güncellenmesine ve iyileştirilmesine yöneliktir. Söz konusu cisim hakkındaki temel bilgiler ve kullanılan modelleme yaklaşımlarının ayrıntıları önceki bölümde görülebilir.

Bahsi geçen bölümde yapılan değerlendirme sonucunda, kullanılan dört türbülans modeli içinde Spalart-Allmaras'ın diğerlerine göre belirgin şekilde geri kaldığı sonucuna varılmıştı. Fakat bilâhare gerçekleştirilen 2B naca0012 değerlendirmesi ile elde edilen bilgiler neticesinde bu sonucun tekrar değerlendirilmesi ihtiyacı oluşmuştu.

Özellikle nut ve nuTilda başlangıç sınır şartlarının, bilhassa akış ayrılmasının baskınlaşmaya başladığı durumlarda daha dikkatli belirlenmesinin önemi anlaşıldıktan sonra güncellenmiş yeni sınır şartları ile probleme ait diğer bütün değişkenler sabit kalmak koşuluyla; 6:1 Uzatılmış Küre için Re 4,2e06 ve 20 derecelik hücum açısı için çözümler tekrar edildi.

İlave olarak yine daha önce kısaca ele alınmaya çalışılan Spalart-Allmaras türbülans modeli için dönme-eğrilik düzeltmesi yaklaşımlarının da düzeltilmiş sınır şartları ile işin içine biraz daha fazla katılmasıyla birlikte SpalartAllmaras türbülans modelinin sağlayabilecekleri hakkında daha fazla bilgi edinebilmek mümkün olabildi denilebilir. İlave olarak iki farklı dönme-eğrilik düzeltme yaklaşımı; Spalart-Shur ve Simpler, çeşitli Cr sabitlerine bağlı olarak denendi.

Bir nevi ikinci bölümün devamı niteliğindeki bu sayfada elde edilen yeni spalartAllmaras çözümlerine ait yeni veriler özet olarak sunulacaktır ki göreceli olarak sonuçlar üzerinde büyük bir iyileşme elde edilebildiği söylenebilir, özellikle problemin karmaşıklığı da göz önüne alındığında.

 

Muhtelif Spalart Almaras türevlerinin karşılaştırması

Resim.1) İyileştirilmiş sınır şartları ile elde edilen yeni çözümler içinden seçilen bazılarının birbirleriyle ve iki farklı deney sonucuyla karşılaştırılması.

 

Yukarıdaki [Resim.1] incelendiğinde elde edilen sonuçlar ve çözümde sağlanan göreceli iyileşme rahatlıkla anlaşılabilir. Özellikle hesaplama açısından en zorlu bölge olan rüzgâraltı tarafında öntanımlı OpenFOAM spalartAllmaras modeli (SA-fv3) ile elde eski ve yeni sınır şartlarına ait çözümler arasında belirgin bir fark olduğu açıkça görülebilir.

Kullanılan muhtelif Dönme-Eğrilik Düzeltmesi (RCC) türevleri arasında da belirgin davranış farkları olduğunu söylemek mümkün. Bu problem için Simpler düzeltmesinin aslında daha karmaşık olan Spalart-Shur düzeltmesine göre, incelenen akış nitelikleri açısından, daha iyi bir davranış gösterdiği anlaşılmıştır. Özellikle kullanılan Spalart-Shur uyarlamasının düzeltme katsayılarına (Cr1, Cr2 Cr3) karşı daha hassas olması bu modeli kullanmayı güçleştiriyor denilebilir.

Yine de farklı örgü çözünürlükleri ve sınır şartları ile Spalart-Shur'un daha fazla incelenmesi faydalı olabilir. Fakat bu safhadan sonra gelecek benzer çalışmalar için SA.RCC-Simpler ile devam edilmesi muhtemeledir. Diğer taraftan direnç katsayısı açısından SA.RCC-Spalart-Shur'un daha iyi sonuç verebilmesi de ihtimâl dahilinde olabilir fakat elde böyle bir deney verisi olmadığı için kullanılan türbülans modellerinin direnç açısından karşılaştırması henüz yapılmamıştır.

Tabii bir diğer mesele de deney verileri. [Resim.1]'de görüldüğü gibi aynı şartlar için farklı deney takımları tarafından yayınlanmış ölçüm sonuçları arasında da çok büyük farklar mevcut. 6:1 Uzatılmış Küre için yayınlanan deney sonuçlarının önemli bir bölümü açık kaynaklı olmadığı için benzer çalışmalarda yayınlanan grafikler üzerinden elde edilmeye çalışmıştır ki bu durum çeşitli açılardan hata oranlarının da artmasına sebebiyet verebilir. Mesela [Resim.1]'deki Wetzel-1998 deney verileri [1]'den bu şekilde dolaylı yoldan elde edilebilmiştir.

 

İlk iki Spalart Allmaras çözümünün karşılaştırması

Resim.2) Önceki yazıda kullanılan ilk çözüm ile yeni sınır şartları ile elde edilen ikinci çözümün karşılaştırması. Burada 6:1 Uzatılmış küreye kıçtan bakıyorsunuz ve yüzey üzerinde hesaplanmış akış hatlarını görüyorsunuz. Yüzey duvarKaymaGerilmesi ile renklendirilmiştir.

 

 

OpenFOAM için standart Spalart Allmaras ile Simpler RCC karşılaştırması

Resim.3) İyileştirilmiş yeni sınır şartları kullanılarak öntanımlı OpenFoam SA modeli ile genelde en iyi sonucu üreten SA-RCC.Simpler Cr2=12 uyarlamasının karşılaştırması.

 

Simpler ve Spalart-Shur Dönme-Eğrilik düzeltme uyarlamalarının karşılaştırması

Resim.4) Cr2=6 düzeltme sabiti için SA-RCC için Spalart-Shur ve Simpler uyarlamalarının karşılaştırması.

 

Takip edecek bölümde iyileştirmiş sınır şartları ile kOmegaSST ve realizableKE çözümlerinin de güncellenmesi düşünülebilir.

 

♦ Kaynaklar

1. Numerical Investigation of Flow Past a Prolate Spheroid, 2002, George S. Constantinescu - Hugo Pasinato - You-Qin Wang - James R. Forsythe - Kyle D. Squires
 







Telif Hakkı © 1997-2017 [uskudar.biz] - sürüm 5.5.1 - Bütün Hakları Saklıdır. Kullanım şartları için tıklayın!
Joomla! GNU/GPL lisansı altında özgür bir yazılımdır.