Kare kesitli iki silindir etrafında akış ve ısı geçişi
Flow and heat transfer from two square cylinders
Yazar: ÖZGE YETİK
Danışman: DOÇ. DR. NECATİ MAHİR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tezde hesaplama alanı içerisinde yüksekliği ve genişliği D olan kare kesitli tek ve art arda yerleştirilmiş iki silindirin arasındaki ve iz bölgesindeki akış ve ısı geçişi incelenmiştir.  Çift silindir için alt tarafta duvar olması ve olmaması durumları incelenmiştir.  x ve y eksenleri yönünde uniform olmayan ağ yapısı oluşturulmuş, silindir ve duvarın yakınında daha sık ağ yapısı kullanılmıştır.  Tek silindirden elde edilen sonuçlar kullandığımız program sonuçlarının doğruluğunu tespit etmek için literatürdeki diğer çalışmalarla karşılaştırılmıştır.  Art arda yerleştirilmiş iki silindir arasındaki akış alt tarafta plaka olması ve olmaması durumları için ayrı ayrı incelenmiştir.  Altta plaka olduğu zaman, akış simetrik olmadığından sonuçlar birbiriyle çok farklı çıkmıştır.  Altta plaka yokken silindirler arası mesafe 2 D olana kadar silindirler arasında vorteks oluşmazken, silindirler arası mesafe 2.5 D olduğunda vorteks oluşmaya başlamış fakat 3.5 D olduğunda ön silindirden ayrılan sınır tabaka tamamen silindirler arasında vorteks oluşturduğu için ön ve arka silindirlerin direnç kuvveti, kaldırma kuvveti ve Nusselt sayıları en yüksek değerlerini 3.5 D de almışlardır.  Altta plaka varken silindirler arası mesafe 1.5 D ve duvara olan uzaklık 1.5 D olduğunda ön silindirden ayrılan sınır tabaka silindirler arasında kıvrılmaya başlamıştır ancak 2 D olduğunda plakadan ayrılan sınır tabaka ön silindire ve arka silindire değmeden yoluna devam etmiştir.  Bu nedenle direnç kuvveti ve Nusselt sayısı en yüksek değerlerini ön ve arka silindirde 1.5 D olduğunda almışlardır.  Silindirler arası mesafe 2.5 D ve 4 D olması durumunda plakadan ayrılan sınır tabaka duvara olan uzaklık 2 D olduğunda ön silindire, duvara olan uzaklık 3.5 D olduğunda da arka silindire değmeden yoluna devam etmiştir.  Direnç kuvveti ve Nusselt sayısı en yüksek değerlerini ön silindirde 1.5 D arka silindirde 3 D' de almıştır.
Anahtar Kelimeler: Kare Kesitli Silindir, Art Arda Yerleştirilmiş Kare Kesitli Silindir, Silindirler Arası Mesafe, Duvar Etkisi

Abstract:
This thesis analyses the flow and the heat transfer between one and two tandem square cylinders of height and width D.  For the two cylinders, the orientations with and without the existence of a wall were examined.  Nonuniform grid structure was formed in x and y axes directions, and denser grid structure was used near the cylinder and the wall.  The results of the one cylinder tests were compared with other studies in literature in order to check reliability and accuracy of the program used.  The flow between the two tandem cylinders were analyzed separately for cases with and without a plate.  When there is a plate in the vicinity of the cylinders, very different results were reached due to lack of symmetric flow.  When there was no a plate, no vortex also was formed between the cylinders until the distance was 2 D.  When the distance between the cylinders was 2.5 D, the vortex formation occurred but when the distance was 3.5 D the boundary layer that separated from the upstream cylinder formed a vortex between the cylinders.  Thus the highest drag coefficient, lift coefficient and Nusselt number values for the upstream and the downstream cylinders were obtained with 3.5 D.  Given the existence of a plate  and the distance between the cylinders as 1.5 D, and the distance to the wall as 1.5D a boundary layer that split from the upstream cylinder started to bend between the cylinders; however, when the distance was 2 D the boundary layer that split from the plate drifted between the cylinders without touching either cylinder.  Thus the highest drag coefficient and Nusselt number values were obtained for the upstream and the downstream cylinders as 1.5 D.  When the distance between the cylinders was 2.5 D and 4 D, the boundary layer that split from the plate drifted without touching the upstream cylinder.  When the distance from the wall was 2 D, the same applied for the downstream cylinder when the distance to the wall was 3.5 D.  The highest drag coefficient and Nusselt number values were obtained at 1.5D for the upstream cylinder and at 3 D for the downstream cylinder.
Keywords: Square Cylinder, Tandem Square Cylinders, Distance Between Square Cylinders, Wall Effect.