Tez Arşivi

Hakkımızda

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü

Computation of external flow around rotating bodies

Dönel cisimler etrafında dış akış çözümlemesi

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 167463 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

ABSTRACT COMPUTATION OF EXTERNAL FLOW AROUND ROTATING BODIES GÖNÇ, L. Oktay Ph. D., Department of Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. M. Haluk AKSEL Co-Supervisor: Dr. Mehmet Ali AK March 2005, 236 pages A three-dimensional, parallel, finite volume solver which uses Roe's upwind flux differencing scheme for spatial and Runge-Kutta explicit multistage time stepping scheme for temporal discretization on unstructured meshes is developed for the unsteady solution of external viscous flow around rotating bodies. The main aim of this study is to evaluate the aerodynamic dynamic stability derivative coefficients for rotating missile configurations. Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) formulation is adapted to the solver for the simulation of the rotation of the body. Eigenvalues of the Euler equations in ALE form has been derived. Body rotation is simply performed by rotating the entire computational domain including the body of the projectile by means of rotation matrices. Spalart-Allmaras one-equation turbulence model is implemented to the solver. IVThe solver developed is first verified in 3-D for inviscid flow over two missile configurations. Then inviscid flow over a rotating missile is tested. Viscous flux computation algorithms and Spalart-Allmaras turbulence model implementation are validated in 2-D by performing calculations for viscous flow over flat plate, NACA0012 airfoil and NLR 7301 airfoil with trailing edge flap. Then ALE formulation is validated in 2-D on a rapidly pitching NACA0012 airfoil. Afterwards three-dimensional validation studies for viscous, laminar and turbulent flow calculations are performed on 3-D flat plate problem. At last, as a validation test case, unsteady laminar and turbulent viscous flow calculations over a spinning M910 projectile configuration are performed. Results are qualitatively in agreement with the analytical solutions, experimental measurements and previous studies for steady and unsteady flow calculations. Keywords: CFD, Arbitrary Lagrangian Eulerian, Unsteady Aerodynamics, Spalart- Allmaras Turbulence Model, Parallel Processing, Dynamic Stability

Summary:

ÖZ DÖNEL CİSİMLER ETRAFINDA DIŞ AKIŞ ÇÖZÜMLEMESİ GÖNÇ, L. Oktay Doktora, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. M. Haluk AKSEL Ortak Tez Yöneticisi: Dr. Mehmet Ali AK Mart 2005, 236 sayfa Dönel cisimler etrafındaki ağdalı dış akışların zamana bağımlı olarak çözülebilmesi için, düzensiz çözüm ağını uzayda Roe'nun yön hassas (upwind) akı ayrımına dayalı yöntemini, zamanda ise Runge-Kutta çok kademeli zamanda ilerleme yöntemini kullanarak ayrıştıran, üç boyutlu, paralel bir sonlu hacim çözücüsü geliştirilmiştir. Çalışmanın temel amacı dönel füze konfigürasyonları için aerodinamik devimsel kararlılık türevi katsayılarının elde edilmesidir. Gövdenin döndürülmesinin benzetimi için çözücüye Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) formulasyonu uyarlanmıştır. ALE düzenindeki Euler denklemleri için özdeğerler türetilmiştir. Gövde dönüşü, gövdeyi de içeren çözüm ağının bir bütün olarak ilgili döngü matrisleri sayesinde döndürülmesi ile sağlanmıştır. Bu sayede çözüm ağında herhangi bozulma meydana gelmemiştir. Spalart-Allmaras tek denklem türbülans modeli çözücüye uyarlanmıştır. vıGeliştirilen çözücü ilk olarak iki adet füze konfigurasyonu için üç boyutta ağdasız akış çözümlemesi gerçekleştirilerek doğrulanmıştır. Dönen füze etrafında ağdasız akış çözümlemesi yapılmıştır. İki boyutta ağdalı akı değerleri hesaplama algoritmalarının ve Spalart-Allmaras türbülans modeli uygulamasının doğrulaması düz plaka üzerinde, NACA0012 aerodinamik profili ve arkasında flap olan NLR 7301 aerodinamik profili üzerinde gerçekleştirilmiştir. Daha sonra ALE formulasyonu hızlı yunuslama hareketi yapan NACA0012 aerodinamik profili etrafında zamana bağımlı ağdalı akış çözümlenerek doğrulanmıştır. Bundan sonra üç boyutta ağdalı laminar ve türbülanslı akış doğrulama çalışmaları üç boyutlu düz plaka problemi üzerinde gerçekleştirilmiştir. En son olarak, geliştirilen çözücünün onaylanması için, dönel M910 mermi konfigurasyonu etrafındaki ağdalı üç boyutlu türbülanslı akış incelenmiştir. Sonuçlar analitik çözümlemelerle, deneysel ölçümlerle ve önceki çalışmalarla niceliksel bir uyum içerisinde çıkmıştır. Anahtar Kelimeler: SAM, Durağan Olmayan Aerodinamik, Spalart-Allmaras Türbülans Modeli,, Paralel İşlemleme, Devimsel Kararlılık vu