Affiliation:
1. Karadeniz Teknik Üniversitesi
Abstract
Geminin hız gereksinimini karşılayacak makine gücünü belirlemek için gemi direncinin doğru bir şekilde tahmin edilmesinde kullanılan model deneyleri yönteminde model deneylerinin sonuçları ölçeklendirilerek modelden gemiye aktarılır ve gemi direnci belirlenir. Bu aktarımda uygulanan işlem adımlarında düz bir levhanın sürtünme direncinin belirlenmesi önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada iki boyutta düz bir levha üzerindeki akış 7 farklı Reynolds sayısı aralığında hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak standart k-ε (gelişmiş duvar yaklaşımı ile) ve SST k-ω türbülans modelleri ile analiz edilmiştir. Analizler neticesinde yerel ve toplam sürtünme katsayıları ampirik bağıntılarla karşılaştırılmış, farklı ağ boyutlarının sayısal çözümler üzerinde etkisi incelenmiş ve türbülans modelleri karşılaştırılmıştır. Öncelikle akış yönünde eleman sayısı ve ilk ağ elemanın duvardan olan mesafesinin değiştirildiği ağ yapıları oluşturulmuştur. Bu ağ yapılarının seçilen türbülans modellerinde sürtünme direnç katsayıları ile olan ilişkisini belirleyebilmek için en düşük ve en yüksek hızda analizler gerçekleştirilmiştir. Analizler neticesinde akış yönündeki eleman sayısının toplam direnç katsayısı üzerinde etkisinin çok az olduğu görülmüştür. Buna karşın ilk ağ elemanın duvardan olan mesafesi özellikle düşük Reynolds sayısında gerçekleştirilen analizlerde etkilidir. En düşük ve en yüksek hızlarda gerçekleştirilen analizlerde yerel sürtünme direnç katsayısı eğrisinin ampirik bağıntılarla olan uyumlu olduğu ağ yapısında tüm hızlar için analizler gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak toplam sürtünme direnç katsayısı ve maksimum sınır tabaka kalınlıkları SST k-ω türbülans modeline göre standart k-ε (gelişmiş duvar yaklaşımı ile) türbülans modelinde daha büyük çıkmaktadır.
Publisher
TMMOB Gemi Muhendisleri Odasi
Reference14 articles.
1. 1957 "Proceedings of the 8th ITTC." Madrid, Spain 1957, published by Canal de Experiencias Hidrodinamicas, El Pardo, Madrid.
2. Anderson, J. D. J. P. t. (2005). "Ludwig Prandtl’s boundary layer.", Physics today , 58(12): 42-48.
3. Bose, N., et al. (2002). "Final Report and Recommendations to the 23rd ITTC." Proceedings of the 23rd ITTC.
4. Boussinesq, J. (1877). Essai sur la théorie des eaux courantes, Imprimerie nationale
Campana, E., et al. (2008). The Resistance Committee-Final Report and recommendations to the 25th ITTC. 25th International Towing Tank Conference.
5. Coles, D. (1956). "The law of the wake in the turbulent boundary layer." Journal of Fluid Mechanics 1(2): 191-226.
Date, J. C. and S. R. Turnock (1999). A study into the techniques needed to accurately predict skin friction using RANS solvers with validation against Froude's historical flat plate experimental data.