A Numerical Approach for Modeling of Turbulent Newtonian Fluid Flow in Eccentric Annulus

Authors : Erman ÜLKER, Sıla Övgü KORKUT UYSAL, Mehmet SORGUN

Pages : 8497-8513

Doi:10.18400/tekderg.336801

View : 7 | Download : 6

Publication Date : 2018-07-01

Article Type : Research Paper

Abstract :Türbülanslı akımlar, yalnızca doğada değil mühendislik uygulamalarında da görülen karmaşık bir yapıdadır.   Navier-Stokes denklemlerinin türbülanslı çözümlerinin karmaşık ve zor olmasından dolayı sayısal yöntemler sıklıkla kullanılır. İki farklı sayısal teknik vasıtasıyla boru dönmesi hesaba katılmış Navier-Stokes denklemleri çözülmüştür. Geliştirilen sayısal yöntemin etkinliği Newton-Raphson method kullanılarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Geliştirilen sayısal metot her ne kadar işlevsel olarak ağır olsa da, hidrolikteki linear olmayan zor problemlerin çözümünü sağlamaya yol açabilir. İç içe geçmiş borular arasından geçen tam gelişmiş türbülanslı akımın içteki borunun dönmesi etkili olduğu basınç farklarının tayini için geliştirilmiş sayısal metot ile birlikte bir mekanistik model geliştirilmiştir. Sayısal hesaplamalar MATLAB’ta geliştirilen kodlarla yapılmıştır. Yapılan sayısal hesaplamalar İzmir Katip Çelebi Üniversitesi’nde yapılan deneylerin sonuçlarıyla teyit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, hesaplamalı akışkanlar modelinin basınç gradyanını   %14’den daha az bir hata ile tahmin ettiğini   göstermiştir.
Keywords : eksantrik borular arasındaki akış, sonlu farklar metodu, mekanistik modelleme, newtonian akışkan, boru dönmesi, türbülanslı akış