Dergiler / Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlik Fakültesi Dergisi / 2020 / Cilt: 35 - Sayı: 1

Ağ Elemanı Özelliklerinin Sayısal Model Sonuçları Üzerine Etkisinin Belirlenmesi

Determining the Effect of Computational Grid Properties on Numerical Model Results

Sayfa
195–209
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Deneysel ve farklı ağ yapıları kullanılarak elde edilen sayısal hız profillerininkarşılaştırılmasından, çok küçük elemanlardan oluşan hesaplama ağı yapısının sayısal model sonuçlarıüzerinde önemli ölçüde iyileştirme yapmadığı belirlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Gelişen teknolojiyle birlikte bilgisayar yazılımları, karmaşık mühendislik problemlerin çözümündeoldukça sık kullanılmaya başlanmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Sayısal model sonuçları üzerinde, ağ yapısı özellikleri, kullanılan türbülans modeli,iterasyon sayısı ve adımı büyüklüğü gibi parametrelerin etkili olduğu bilinmektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Deneysel ve farklı ağ yapıları kullanılarak elde edilen sayısal hız profillerininkarşılaştırılmasından, çok küçük elemanlardan oluşan hesaplama ağı yapısının sayısal model sonuçlarıüzerinde önemli ölçüde iyileştirme yapmadığı belirlenmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Gelişen teknolojiyle birlikte bilgisayar yazılımları, karmaşık mühendislik problemlerin çözümündeoldukça sık kullanılmaya başlanmıştır. Kullanılan bu yazılımlardan elde edilen sonuçların doğruluğununtest edilmesi için fiziksel model deneyleri yapılmakta ve elde edilen sonuçlar, sayısal model sonuçları ilekarşılaştırılmaktadır. Sayısal model sonuçları üzerinde, ağ yapısı özellikleri, kullanılan türbülans modeli,iterasyon sayısı ve adımı büyüklüğü gibi parametrelerin etkili olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada, eğriselgeniş başlıklı savak üzerinden geçen akımın sayısal modellemesinde farklı geometrik özelliklere sahipçözüm ağları tasarlanmıştır. Akımı idare eden temel denklemlerin çözümü, sonlu hacimler yönteminedayalı ANSYS-Fluent yazılımıyla gerçekleştirilmiştir. Sayısal hesaplamalarda, Reynolds OrtalamalıNavier Stokes (RANS) denklemlerine dayalı çözüm yapan Renormalization Group k-ε (RNG) türbülansmodeli ve su-hava arakesitinin belirlenmesinde ise Akışkan Hacimleri Yöntemi kullanılmıştır. Sayısalolarak elde edilen su yüzü ve hız profilleri, deneysel sonuçlar ile karşılaştırılarak optimum çözüm ağınıntipi ve boyutu belirlenmiştir. Ayrıca, hız profilleri üzerinde duvar yakını fonksiyonlarının etkileriaraştırılmıştır. Deneysel ve farklı ağ yapıları kullanılarak elde edilen sayısal hız profillerininkarşılaştırılmasından, çok küçük elemanlardan oluşan hesaplama ağı yapısının sayısal model sonuçlarıüzerinde önemli ölçüde iyileştirme yapmadığı belirlenmiştir.

Abstract

With the developing technology, computer software has started to be used frequently in solving complex engineering problems. Physical model experiments are carried out to test the accuracy of these software and the results are compared with the numerical model results. It is known that the properties of the grid structure, the turbulence model, the number of iterations and the step size have effects on the numerical model results. In the numerical modeling of the flow passing over the curvilinear broad-crested weir, solution grids with different geometrical features are designed. The basic equations are solved by ANSYS-Fluent package program based on finite volume method. In numerical calculations, the Renormalization Group k-ε (RNG) turbulence model based on Reynolds Average Navier Stokes (RANS) equations and Volumes of Fluid (VOF) Method was used to determine the water-air intersection. The optimum solution grid type and size were determined by comparing the obtained numerical model results with the experimental results. In addition, numerical modeling has been done with different near wall treatment functions. It has been determined from the comparison of numerical velocity profiles obtained by using experimental and different grid structures, creating a very tight grid structure did not significantly improve the numerical model results.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ŞİMŞEK, O., İŞLEK, H., AKÖZ, M. S. (2020). Ağ Elemanı Özelliklerinin Sayısal Model Sonuçları Üzerine Etkisinin Belirlenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlik Fakültesi Dergisi, Cilt: 35 - Sayı: 1, 195–209. https://ajindex.com/articles/350199

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Telkıran, M.N., Aköz, M.S., Şimşek, O., Soydan, N.G., 2019. Dolusavak Üzerinden Geçen Akımın Sayısal Analizi: Mersin Dereyurt Göleti Dolusavak Örneği, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 34(1), 155-167
  2. Şimşek, O., Soydan, N.G., Gümüş, V., Aköz, M.S., Kırkgöz, M.S., 2015. Ani Bir Düşüdeki B-tipi Hidrolik Sıçramanın Sayısal Modellenmesi, İMO Teknik Dergi, 26(4), 7215-7240
  3. Gümüş, V., Şimşek, O., Soydan, N.G., Aköz, M.S., Kirkgöz, M.S., 2015. Numerical Modeling of Submerged Hydraulic Jump from a Sluice Gate, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 142(1), 04015037
  4. Soydan, N.G., Şimşek, O., Aköz, M.S., 2018. Köprü Ayağı Etrafındaki Türbülanslı Akımın Sayısal ve Deneysel Analizi, Politeknik Dergisi, 21(1), 137-147
  5. Aköz, M.S., Soydan, N.G., Şimşek, O., 2016. Kritik Üstü Açık Kanal Akımının Detached Eddy ve Large Eddy Simülasyon ile Sayısal Modellenmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part: C, Tasarım ve Teknoloji, 4(4), 213-224
  6. Lee, C.H., Xu, C., Huang, Z., 2019. A Threephase Flow Simulation of Local Scour Caused By a Submerged Wall Jet with a Water-air Interface, Advances in Water Resources, 129, 373-384
  7. Soydan, N.G., Aköz, M.S., Şimşek, O., Gümüş, V., 2012. Trapez Kesitli Geniş Başlıklı Savak Akımının k-ε Tabanlı Türbülans Modelleri ile Sayısal Modellenmesi, Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 27(2), 47-58
  8. Kırkgoz, M.S., Aköz, M.S., Öner, A.A., 2009. Numerical Modeling of Flow Over a Chute Spillway, Journal of Hydraulic Research, 47(6), 790-797
  9. Çelik, I.B., Ghia, U., Roache, P.J., Freitas, C.J., 2008. Procedure for Estimation and Reporting of Uncertainty Due to Discretization in CFD Applications, Journal of Fluids EngineeringTransactions of the ASME, 130 (7)
  10. Şimşek, O., Parmaksız, M., Gümüş, V., 2019. Radyal Kapak ile Etkileşimde Bulunan Açık Kanal Akımının Sayısal Modellenmesi, Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8(2), 965-978
  11. Şimşek, O., Aköz, M.S., Soydan, N.G., 2016. Numerical Validation of Open Channel Flow Over a Curvilinear Broad-crested weir, Progress in Computational Fluid Dynamics, an International Journal, 16(6), 364-378
  12. Yakhot, V., Orszag, S.A., 1986. Renormalization-group Analysis of Turbulence, Physical Review Letters, 57(14), 1722-1724
  13. Hirt, C.W., Nichols, B.D., 1981. Volume of Fluid (VOF) Method for the Dynamics of Free Boundaries, Journal of Computational Physics, 39(1), 201-225
  14. ANSYS, FLUENT Theo