Dergiler / Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi / 2010 / Cilt: 30 - Sayı: 2

Experimental and computational investigation of velocity field for intermediate region of laminar pulsatile pipe flow

Laminar darbeli boru akışının ara bölgesi için hız alanının deneysel ve hesaplamalı olarak incelenmesi

Sayfa
21–35
Yayın Tarihi
2022-10-18
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)

Hem hesaplamalı hem de deneysel çalışmaların neticeleri göstermektedir ki; laminar-darbeli boru akışının ara bölgesindeki bütün şartlar için boyutsuz hız profillerinin genel eğilimleri Blasius’un dağılımına çok benzemekte fakat Prandtl’ın dağılımından önemli ölçüde farklılık göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, laminar-darbeli boru akışının ara bölgesindeki hız alanı deneysel ve hesaplamalı teknikler kullanılarak incelenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Öncelikle, bir test bölgesindeki kesitsel hız dağılımının ve statik basınç farkının bir darbe çeviriminin 30 farklı anındaki değişimleri, sırasıyla bir kızgın-tel anemometresi ve bir basınç transdüseri kullanarak 29 farklı çalışma şartını kapsayacak şekilde (2.26x$10^ 3underline +$17%≤Reta≤4.36x$10^ 3underline +$10%, 5.1$underline +$4%≤ $sqrt{omega'}$ ≤28.0$underline +$0.05%, 0.03≤A1≤0.71), ölçülmüştür.
💡
Sonuç & Katkı:Hem hesaplamalı hem de deneysel çalışmaların neticeleri göstermektedir ki; laminar-darbeli boru akışının ara bölgesindeki bütün şartlar için boyutsuz hız profillerinin genel eğilimleri Blasius’un dağılımına çok benzemekte fakat Prandtl’ın dağılımından önemli ölçüde farklılık göstermektedir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Bu çalışmada, laminar-darbeli boru akışının ara bölgesindeki hız alanı deneysel ve hesaplamalı teknikler kullanılarak incelenmiştir. Öncelikle, bir test bölgesindeki kesitsel hız dağılımının ve statik basınç farkının bir darbe çeviriminin 30 farklı anındaki değişimleri, sırasıyla bir kızgın-tel anemometresi ve bir basınç transdüseri kullanarak 29 farklı çalışma şartını kapsayacak şekilde (2.26x$10^ 3underline +$17%≤Reta≤4.36x$10^ 3underline +$10%, 5.1$underline +$4%≤ $sqrt{omega'}$ ≤28.0$underline +$0.05%, 0.03≤A1≤0.71), ölçülmüştür. Daha sonra, deneysel şartların birbirinden farklı seçilmiş dört tanesi, sonlu-hacim tabanlı Fluent yazılım programı vasıtasıyla, hesaplamalı olarak analiz edilmiştir. Hem hesaplamalı hem de deneysel çalışmaların neticeleri göstermektedir ki; laminar-darbeli boru akışının ara bölgesindeki bütün şartlar için boyutsuz hız profillerinin genel eğilimleri Blasius’un dağılımına çok benzemekte fakat Prandtl’ın dağılımından önemli ölçüde farklılık göstermektedir. Bütün deney şartları için hem deneysel hem de hesaplamalı hız profilleri bir darbe çevriminin bazı fazlarında Blasus’un dağılımından daha küt olmakta fakat kalan fazlarda ondan daha keskin olmaktadır.

Abstract

In this study, velocity field in intermediate region of laminar-pulsatile pipe flow is investigated by using experimental and computational techniques. Initially, variations of cross sectional velocity profile and static pressure difference at a test section through 30 different instants of a pulsation cycle are measured respectively by means of a hot-wire anemometer and a pressure transducer for 29 different runs covering the ranges; 2.26x$10^ 3underline +$17%≤Reta≤4.36x$10^ 3underline +$10%, 5.1$underline +$4%≤ $sqrt{omega'}$ ≤28.0$underline +$0.05%, 0.03≤A1≤0.71. Selected four different ones of the experimental runs are then analyzed computationally by using the finite-volume based Fluent software-package. The results of both experimental and computational parts of this study indicate that the general tendencies of dimensionless velocity profiles are very similar to the Blasius’s distribution but differ appreciably from the Prandtl’s distribution for the all runs in intermediate region of laminar-pulsatile pipe flow. Both the experimental and the computational velocity profiles become blunter than the Blasius’s distribution in some phases of the pulsation cycle but become sharper than it in the remaining phases for the all runs.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

GUNDOĞDU, M. Y., YILMAZ, F. (2022). Experimental and computational investigation of velocity field for intermediate region of laminar pulsatile pipe flow. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt: 30 - Sayı: 2, 21–35. https://ajindex.com/articles/542597

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. ANSYS Inc., Boundary Conditions, in Introductory Fluent Notes, 4-8, 2006.
  2. Atabek, H. B., and Chang, C. C., Oscillatory flow near the entry of a circular tube, Zeitschrift für angewandte Mathematik und Physik 12, 185-201, 1961.
  3. Atabek, H. B., Chang, C. C., and Fingerson, L. M., Measurement of laminar oscillatory flow in the inlet of a circular tube, Physics of Medicine Biology 9, 219-227, 1965.
  4. Balmer, R. T., and Fiorina, M. A., Unsteady flow of an inelastic power-law fluid in a circular tube, Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 7, 189-198, 1980.
  5. Brown, F. T., The transient response of fluid lines, Journal of Basic Engineering, Transactions of the ASME, Series D 84, 547-553, 1962.
  6. Carpinlioglu, M. O., and Gundogdu, M. Y., A critical review on pulsatile pipe flow studies directing towards future research topics, Flow Meas Instrum 12, 163-174, 2001a.
  7. Carpinlioglu, M. O., and Gundogdu, M. Y., Presentation of a test system in terms of generated pulsatile flow characteristics, Flow Meas Instrum 12, 181-190, 2001b.
  8. Denison, E. B., Pulsating laminar flow measurements with a directionally-sensitive laser velocimeter, Ph.D. Dissertation, Purdue University, 1970.
  9. Denison, E. B., Stevenson, W. H., and Fox, R. W., Pulsating laminar flow measurements with a directionally sensitive laser velocimeter, AIChE Journal 17, 781-787, 1971.
  10. Donovan, F. M., Taylor, B. C., and Su, M. C., Onedimensional computer analysis of oscillatory flow in rigid tubes, Journal of Biomechanical Engineering 113, 476-484, 1991.
  11. Donovan, F. M., McIlwain, R. W., Mittmann, D. H., and Taylor, B.C., Experimental correlations to predict fluid resistance for simple pulsatile laminar flow of incompressible fluids in rigid tubes, Journal of Fluids Engineering 116, 516-521, 1994. D’Souza, A. F., and Oldenburger, R., Dynamic response of fluid lines, Journal of Basic Engineering, Transactions of the ASME, Series D 86, 589-598, 1964.
  12. Farell, C., and Youssef, S., Experiments on turbulence management using screen and honeycombs, Trans. A.S.M.E, J. Fluids Engng 118, 26-32, 1996.
  13. Florio, P. J., and Mueller, W. K., Development of a periodic flow in a rigid tube, Journal of Basic Engineering, Transactions of the ASME, Series D 90, 395-399, 1968.
  14. Gerlach, C. R., and Parker, J. D., Wave propagation in viscous fluid lines including higher model effect, Journal of Basic Engineering, Transactions of the ASME, Series D 89, 782-788, 1967.
  15. Gerrard, J. H., and Hughes, M. D., The flow due to an oscillating piston in a cy