PROF. DR. İSMAİL HAKKI TUNCER

Implementation of turbulence models on 2d hybrid grids using an explicit/implicit multigrid algorithm Türbülans modellerinin iki boyutlu çok katmanlı melez çözüm ağları üzerinde açık/örtülü algoritma kullanılarak uygulanması

Bu tez çalışması kapsamında, türbülans modeli uygulamaları ve uygulama sırasında karşılaşılan sayısal istikrar ve yakınsama oranı sorunları incelenmiştir. Bu amaçla, bir denklemli Spalart-Allmaras ve iki denklemli SST k- ? türbülans modelleri, TÜBİTAK-SAGE tarafından geliştirilen, hücre merkezli, sonlu hacim yöntemi tabanlı, çok katmanlı melez çözüm ağları ile çalışan akış çözücü SENSE2D’ye adapte edilmiştir. Akış ve türbülans denklemleri birbirlerinden ayrı ardışık biçimde çözülmekle beraber, herbir set kendi içlersinde denklemler birbirlerine bağımlı olacak şekilde, yarı-kapalı çözüm algoritması kullanılarak çözülmüştür. Çok katmanlı çözümlerde, yarı örtülü çözüm algoritması ve türbülans model denklemleri sadece en sıkı çözüm ağı seviyesinde kullanılmıştır. Sonuç olarak, istikrarlı ve yakınsak sayısal çözümler elde edilmiştir. Türbülans modellerini ve yarı örtülü çözüm algoritması uygulamasını doğrulamak amacıyla, düz levha, RAE2822 kanat profili ve NLR7301 çok elemanlı kanat profili üzerinde türbülanslı akış çözümleri yapılmıştır. Çözüm sonuçları, deneysel veriler ve ticari bir akış çözücünün, FLUENT, çıktıları ile karşılaştırılmıştır. SENSE2D ile elde edilen sayısal sonuçların, deneysel veriler ve FLUENT sonuçları ile iyi bir uyum içinde olduğu görülmüştür. Tez çalışmaları kapsamında, türbülans modelleme çalışmalarına ek olarak, çok katmanlı ve yarı-kapalı çözüm yöntemleri yakınsama hızları ile ilgili çalışmalar da yapılmıştır. Açık çözümlemeler ile karşılaştırıldığında, yarı-kapalı çözümlemelerin tek katmanlı çözüm ağları üzerinde yaklaşık 5 kat, çok katmanlı çözüm ağları üzerinde %35 daha hızlı yakınsadığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Türbülans Modelleme, Spalart-Allmaras Türbülans Modeli, SST k- ? Türbülans Modeli, Kapalı Çözüm Yöntemleri, Kararlılık