Başlığın boru hattı etrafındaki akıma etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of spoilers on flow around a pipeline
Yazar: MÜCELLA İLKENTAPAR
Danışman: PROF. DR. AHMET ALPER ÖNER
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Boru hatları = Pipelines ; Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) = Computational fluid dynamics (HAD) ; Küt cisimler = Blunt body ; Sıcak tel anemometresi = Hot wire anemometer ; Vorteks kopması = Vortex shedding

Özet:
BAŞLIĞIN BORU HATTI ETRAFINDAKİ AKIMA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Mücella İLKENTAPAR

Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Doktora Tezi, Eylül 2022
Danışman: Prof. Dr. Ahmet Alper ÖNER

ÖZET
Açık deniz boru hatları, meydana gelebilecek hasarları önlemek amacıyla deniz tabanına gömülmektedir. Erozyon ya da hareketli deniz tabanının yer değiştirmesi yerel oyulmaları ve dolayısıyla boru hattının kendi kendine gömülmesini sağlayabilmektedir. Oyulmanın oran ve miktarının artırılması amacıyla, boru hattı üzerine başlık yerleştirilmektedir. Bu tez çalışmasında, boru hattı üzerine başlık yerleştirilmesinin boru hattına olan etkisi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Kanal tabanı etkisinin ihmal edildiği çalışmada Reynolds 14000 değeri ile çalışılmıştır. Silindir etrafındaki akımı görselleştirmek için duman-teli deneyi, aerodinamik katsayıları belirlemek için aerodinamik kuvvet deneyi, akım hız profilini incelemek için sıcak tel anemometresi deneyi, silindir etrafındaki basınç dağılımını incelemek için basınç ölçüm deneyi yapılmıştır. Deneyler başlıksız tek silindir ve başlıklı tek silindir için yapılmış ayrıca silindirlerin arka arkaya yerleştirilmesi durumu da araştırılmıştır. Silindirler arası boşluk oranı L/D = 2, 4 ve 7 için hem memba hem mansap silindirinin başlıksız olduğu durum, hem memba hem mansap silindirinin başlıklı olduğu durum, memba silindiri başlıksız mansap silindiri başlıklı olan durum ve memba silindiri başlıklı mansap silindiri başlıksız olan durum için deneyler yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar ANSYS FLUENT paket programı ile modellenmiştir. Deney sonuçları silindire başlık eklenmesinin silindire etkiyen sürükleme kuvvetini artırdığını ayrıca negatif kaldırma kuvveti oluşturduğunu göstermektedir. 
Anahtar Kelimeler: Boru Hattı, Başlık, HAD

Abstract:
INVESTIGATION OF THE EFFECT OF SPOILERS ON FLOW AROUND A PIPELINE

Mücella ILKENTAPAR

Erciyes University, Graduate School of Natural and Applied Sciences 
PhD Thesis, September 2022
Supervisor: Prof. Dr. Ahmet Alper ÖNER

ABSTRACT


Offshore pipelines are buried in the seabed to prevent damage. Erosion or displacement of the moving seafloor can cause local scours and thus self-embedding of the pipeline. In order to increase the rate and amount of scour, a spoiler is placed on the pipeline. In this thesis, the effect of placing a spoiler on the pipeline was investigated experimentally and numerically. In the study, in which the channel floor effect was neglected, the Reynolds value of 14000 was used. Smoke-wire test to visualize the flow around the cylinder, aerodynamic force test to determine the aerodynamic coefficients, hot-wire test to examine the flow velocity profile, and pressure measurement experiment to examine the pressure distribution around the cylinder were performed. Experiments were made for a single cylinder without a spoiler and a single cylinder with a spoiler, and tandem cylinders was also investigated. For  the gap ratio between cylinders L/D=2, 4 and 7, for the case where both upstream and downstream cylinder are without spoiler, both upstream and downstream cylinder are with spoiler, upstream cylinder is without spoiler, downstream cylinder is with spoiler, and upstream cylinder is without spoiler, downstream cylinder is without spoiler experiments have been done. Experimental studies were modelled with the ANSYS FLUENT package program. The experimental results show that adding a spoiler to the cylinder increases the drag force acting on the cylinder and also creates a negative lift force.
Keywords: Pipeline, Spoiler, CFD