SeyrüseferSeyir DefteriMühendislik → Yüksek-Re OpenFOAM Denemeleri: SpalartAllmaras ve Örgü Çözünürlüğü

Yüksek-Re OpenFOAM Denemeleri: SpalartAllmaras ve Örgü Çözünürlüğü

Seyir Defteri - Mühendislik
Pazar, 10 Ağustos 2014

OpenFoam; Spalart Allmaras ve Hesaplama Örgüsü ÇözünürlüğüBeşinci ve son bölümde daha önce elde edilen ve sunulan bazı verilerin biraz daha iyi anlaşılabilmesi maksadıyla bu defa Spalart-Allmaras türbülans modelinin yArtı=100 civarında farklı hesaplama örgüsü çözünürlüklerine bağlı davranışlarının incelenmesine çalışılacaktır.

Bu safhada sabit yArtı değerine sahip üç farklı düzenli C-örgü oluşturularak bu değişkenin sonuçlar üzerindeki etkisi incelenmiştir ve ilk hesaplarda kullanılan örgünün düğüm sayılarının basitçe 1,5 kat ve 2 kat arttırılmasıyla elde edilen örgülerle birlikte toplam üç farklı çözünürlükte hesaplar tekrarlanmıştır.

Kullanılan söz konusu üç farklı hesaplama örgüsü ile alâkalı temel veriler çizelge.1'de görülebilir. Örgüler Construct2D ile imal edildiğinden, çizelgede bu yazılımın kullandığı boyut değişkenleri ile çözünürlükler ifade edilmiştir. Kısaca açıklamak gerekirse;

  1. nsrf: Kanat kesiti üzerindeki düğüm noktası sayısı,
  2. nwke: C-örgünün dümensuyundaki düğüm noktası sayısı,
  3. jmax: Kesit yüzeyine dik (normal yöndeki) düğüm noktası sayısıdır.

 


Örgü-1x Örgü-1,5x Örgü-2x
nsrf 250 375 500
nwke 50 75 100
jmax 100 150 200
düğüm 34.949 101.099 179.799
hücre 34.551 100.426 178.901
Hesaplama Süresi 519 saniye 1.654 saniye 3.031 saniye
yArtı - asgari 22 19 18
yArtı - azami 123 123 123
yArtı - ortalama 90 90 90
Basınç - azami 16,82 16,85 16,87
Basınç - asgari -5,96 -5,96 -5,95

Çizelge.1) Yapılan hesaplamalar ile alakalı bazı temel veriler. Çözümler her durum için 3.000 tekerrüre kadar devam ettirilmiştir.

 

Kanat Kesiti naca 64a413
Kesit Uzunluğu 650 mm
Akış Hızı - u 5 m/s
Hücum Açısı - alfa 0 derece
Türbülans Yoğunluğu - TU %0,07
Türbülanslı Uzunluk Ölçeği - l 0,17C
Türbülanslı Kinematik Kıvamlılık - nut 1,06e-07
Kinematik Kıvamlılık - nu 1e-06
Çözücü simpleFoam

Çizelge.2) Hesaplamalar için kullanılan bazı temel sınır şartları ve çözücü.

 

Gerçekleştirilen çözümlerde bütün sınır şartları, rahatlatma katsayıları ve y+ tamamen eşittir. Hesaplamalar sonucu elde edilen veriler özet olarak aşağıdaki resimlerde görülebilir. Çok fazla yorum yapmaya hacet yok. Tabii ki ihtiyaçlara bağlı olarak durumu daha dikkâtli değerlendirmek uygun olur. Eğer laminar-türbülans geçiş bölgesi ile ilgileniliyorsa, tutunma kaybı noktası aranıyorsa, firar kenarı gürültüsüne ihtiyaç varsa vesaire durumu farklı açılardan ele almak ve öyle değerlendirmek gerekir. Yine de okuyucu kendi ihtiyacına uygun olarak buradan da bazı sonuçlar çıkartabilir.

 

Kaldırma katsayılarının tekerrüre bağlı olarak örgü çözünürlüğü ile değişimi

Resim.1) SpalartAllmaras türbülans modeli ile hesaplanan kaldırma katsayılarının farklı örgülere göre ve tekerrür sayısına bağlı değişimi.

 

Direnç katsayılarının tekerrüre bağlı olarak örgü çözünürlüğü ile değişimi

Resim.2) SpalartAllmaras türbülans modeli ile hesaplanan direnç katsayılarının farklı örgülere göre ve tekerrür sayısına bağlı değişimi.

 

Basınç katsayılarının örgü çözünürlüğü ile değişimi

Resim.3) SpalartAllmaras türbülans modeli ile hesaplanan basınç katsayılarının farklı örgülere göre kanat kesiti üzerindeki dağılımları.

 

spalart-allmaras y+100 için artık değerler

Resim.4) SpalartAllmaras türbülans modelinde Örgü-1x için çözüm sürecindeki artık değerler.

 

spalart-allmaras Örgü-1,5x için artık değerler

Resim.5) SpalartAllmaras türbülans modelinde Örgü-1,5x için çözüm sürecindeki artık değerler.

 

spalart-allmaras Örgü-2x için artık değerler

Resim.6) SpalartAllmaras türbülans modelinde Örgü-2x için çözüm sürecindeki artık değerler.

 

Bu basit inceleme dizisinin daha önceki bölümlerine hızlıca ulaşmak istenirse aşağıdaki bağlantılar kullanılabilir;

  1. İki Boyutlu Yüksek-Reynolds OpenFOAM Denemeleri
  2. SpalartAllmaras türbülans modelinin muhtelif yüksek-Re yArtı değerlerine bağlı davranışı
  3. kOmegaSST türbülans modelinin muhtelif yüksek-Re yArtı değerlerine bağlı davranışı
  4. realizableKE türbülans modelinin muhtelif yüksek-Re yArtı değerlerine bağlı davranışı
 







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.