Basitleştirilmiş bir karayolu taşıtı üzerindeki akış için RANS tabanlı türbülans modellemesi ve PIV deneylerinin karşılaştırılması

IF 1 4区工程技术 Q3 ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY

Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University Pub Date : 2023-01-06 DOI:10.17341/gazimmfd.1033775

Muharrem Hilmi AKSOY>, Abdulkerim OKBAZ>, Sercan YAĞMUR>, Sercan DOĞAN>

{"title":"Basitleştirilmiş bir karayolu taşıtı üzerindeki akış için RANS tabanlı türbülans modellemesi ve PIV deneylerinin karşılaştırılması","authors":"Muharrem Hilmi AKSOY>, Abdulkerim OKBAZ>, Sercan YAĞMUR>, Sercan DOĞAN>","doi":"10.17341/gazimmfd.1033775","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Karayolu taşıtları ve etrafındaki akış yapıları üzerindeki aerodinamik kuvvetler, akışkan ve yapı arasındaki karmaşık etkileşimlerin bir sonucudur. Ahmed modeli, gerçek boyutlu kara taşıtlarının etrafındaki akışı göstermek için oluşturulmuş basitleştirilmiş bir araç modelidir. Bu çalışmada Ahmed modelinin iz bölgesindeki farklı eğim açılarında (ϴ=15°, 25° ve 35°) akış yapısı incelenmiştir. Deneysel çalışmalar, parçacık görüntülemeli hız ölçme tekniği (PIV) ile bir su kanalında gerçekleştirilmiştir. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) simülasyonları ve deneysel ölçümler için serbest akış hızı 0,2 m/s olarak ayarlanmıştır ve Ahmed modelinin karakteristik uzunluğu ile tanımlanan Reynolds sayısı 4,18x104 olarak hesaplanmıştır. Realizable k-ϵ, RNG k-ϵ ve SST k-ω olmak üzere üç farklı türbülans modeli kullanılarak HAD simülasyonları gerçekleştirilmiş ve sonuçlar deneylerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, zaman ortalamalı hız vektörleri ve hız konturları, akım çizgisi topolojisi, girdap ve türbülans kinetik enerjisi (TKE) gibi farklı akış özellikleri ile sunulmuştur. Deneylere en yakın sonuçlar, Ahmed modelinin tüm eğim açıları için SST k-ω türbülans modeli ile elde edilmiştir. Ayrıca SST k-ω türbülans modelleri ile analiz edilen tüm eğim açıları için sürükleme katsayısı 0,37 civarında bulunmuştur ve literatürdeki sonuçlara da yakındır.","PeriodicalId":51103,"journal":{"name":"Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University","volume":"198 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":1.0000,"publicationDate":"2023-01-06","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"2","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1033775","RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}

引用次数: 2

Abstract

Karayolu taşıtları ve etrafındaki akış yapıları üzerindeki aerodinamik kuvvetler, akışkan ve yapı arasındaki karmaşık etkileşimlerin bir sonucudur. Ahmed modeli, gerçek boyutlu kara taşıtlarının etrafındaki akışı göstermek için oluşturulmuş basitleştirilmiş bir araç modelidir. Bu çalışmada Ahmed modelinin iz bölgesindeki farklı eğim açılarında (ϴ=15°, 25° ve 35°) akış yapısı incelenmiştir. Deneysel çalışmalar, parçacık görüntülemeli hız ölçme tekniği (PIV) ile bir su kanalında gerçekleştirilmiştir. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) simülasyonları ve deneysel ölçümler için serbest akış hızı 0,2 m/s olarak ayarlanmıştır ve Ahmed modelinin karakteristik uzunluğu ile tanımlanan Reynolds sayısı 4,18x104 olarak hesaplanmıştır. Realizable k-ϵ, RNG k-ϵ ve SST k-ω olmak üzere üç farklı türbülans modeli kullanılarak HAD simülasyonları gerçekleştirilmiş ve sonuçlar deneylerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, zaman ortalamalı hız vektörleri ve hız konturları, akım çizgisi topolojisi, girdap ve türbülans kinetik enerjisi (TKE) gibi farklı akış özellikleri ile sunulmuştur. Deneylere en yakın sonuçlar, Ahmed modelinin tüm eğim açıları için SST k-ω türbülans modeli ile elde edilmiştir. Ayrıca SST k-ω türbülans modelleri ile analiz edilen tüm eğim açıları için sürükleme katsayısı 0,37 civarında bulunmuştur ve literatürdeki sonuçlara da yakındır.

查看原文本刊更多论文

基于 RANS 的湍流建模与简化公路车辆流动的 PIV 实验比较

公路车辆及其周围流动结构所受的空气动力是流体与结构之间复杂相互作用的结果。Ahmed 模型是一个简化的车辆模型，用于表示实际大小的道路车辆周围的流动情况。本研究对 Ahmed 模型轨道区域不同倾角（ϴ=15°、25° 和 35°）下的流动结构进行了研究。实验研究是在水道中使用粒子成像测速仪（PIV）进行的。在计算流体动力学（CFD）模拟和实验测量中，自由流速度设定为 0.2 m/s，雷诺数（由 Ahmed 模型的特征长度定义）计算为 4.18x104。使用三种不同的湍流模型（Realizable k-ϵ、RNG k-ϵ 和 SST k-ω）进行了 CFD 模拟，并将结果与实验结果进行了比较。结果显示了不同的流动特征，如时间平均速度矢量和速度等值线、流线拓扑、涡流和湍流动能（TKE）。在艾哈迈德模型的所有斜坡角度下，使用 SST k-ω 湍流模型得到的结果与实验结果最为接近。此外，使用 SST k-ω 湍流模型分析的所有坡角的阻力系数约为 0.37，与文献结果接近。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY-

CiteScore

1.90

自引率

45.50%

发文量

审稿时长

6-12 weeks

期刊介绍： Gazi University Journal of the Faculty of Engineering and Architecture; Engineering qualifications described below and in the field of architecture research papers and invited articles by scanning is considered to be Turkish.