İki boyutlu otomobil modeli etrafındaki akışın sabit efektif viskozite yaklaşımı ile sayısal hesaplanması

Numerical calculation of the flow around two dimensional automobile model with the constant effective viscosity approach

Özet

Bu çalışmada; iki boyutlu bir otomobil modeli etrafındaki türbülanslı akış sayısal olarak hesaplanmıştır. Türbülanslı akışların hesaplanmasında ortaya çıkan önemli değişkenlerden birisi de bilindiği gibi efektif viskozitedir. Sunulan çalışmada; akış alanı boyunca, efektif viskozitenin değişmeyip sabit kaldığı varsayılmış ve böylece ek türbülans modeli denklemlerinin çözülmesine gerek kalmamıştır. Katı yüzeyler boyunca kayan akış koşulu öngörülmüş ve böylece sinir tabaka kalınlığı da ihmal edilmiştir. Hesaplamalarda; boyutsuz hale getirilmiş akım fonksiyonu ve girdap denklemleri sayısal olarak çözülmüştür. Akış alanında girdap, akım fonksiyonu ve hız bileşenleri hesaplanarak, akış alanına ait hız vektörleri çizilmiştir. Hesap bölgesinde uniform olmayan ortogonal ağ yapısı kullanıl¬mıştır. Sonlu farklar yöntemine göre ayrıklaştırılmış olan denklemler ekspilisit olarak uygun sınır koşullan altında çözülmüştür. Yapılan idealleştirmeler ile elde edilen hesaplama sonuçlarının geçerliliği araştırılmış ve nitelik açısından uygun sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract

In this study, the two-dimensional turbulent flow around an automobile model has been numerically calculated. It is well known that the effective viscosity is very important variable in the prediction of the turbulent flows. In the present study; the effective viscosity is assumed as a constant parameter in the flow field, so that there is no need to solve extra turbulence model equations. On the solid boundaries slip condition has been considered, so that the boundary layer thickness has been neglected. The flow field is governed by the non-dimensional stream: function and vorticity equations. In the flow field, vorticity, stream function and also velocity components have been computed and the velocity vectors have been plotted. The computation domain has been discretized using the non-uniform orthogonal mesh structure and the finite difference equations have been solved explicitly under the proper boundary conditions. The validity of the results depending on these idealizations have been investigated and the results obtained are seen to be qualitatively good.