Sonlu-Silindir Üzerindeki Akış Yapısının Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçüm Tekniği (PIV) ile İncelenmesi

Salih Çelik, Cuma Karakuş, Hüseyin Akıllı, Beşir Şahin

Dairesel silindir üzerindeki akışlar son yıllarda hem deneysel hem de sayısal çalışmalar ile yoğun bir araştırma konusu olmuştur. Bu tip akış yapıları; yüksek binalar, soğutma kuleleri, bacalar, elektronik devreler gibi birçok mühendislik uygulamasında karşımıza çıkmaktadır. Bina üzerindeki akış yapısının ve fiziğinin bilinmesi, binalar üzerine etkiyen rüzgâr kuvvetlerinin belirlenmesinde, bina ve çevresi arasındaki rüzgâr etkileşiminden doğan ayrılma bölgeleri, bina ile etkileşimli çoklu girdap sistemlerinin belirlenmesinde, büyük öneme sahiptir. Son yıllarda, Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçümü (PIV), akış görselleştirme yöntemlerinden en yaygın olarak kullanılan tekniklerden bir tanesidir. Bu deneysel çalışmada, D=40mm çap, h=120mm yükseklik (yükseklik çap oranı, h/D =3) değerlerine sahip sonlu dairesel silindir üzerinde oluşan akış yapısı, serbest akış hızı ve silindir çapına bağlı Reynolds sayısının Red =1000 ile 7000 değerleri arasında, PIV tekniği kullanılarak incelenmiştir. Deneyler neticesinde, öncelikle anlık hız alanları elde edilmiş, bu veriler kullanılarak zaman ortalama hız alanları , akım çizgileri <Ψ> ve girdap eş düzey eğrileri <ω> çizilmiştir. Sonuç olarak, sonsuz silindir üzerindeki iki boyutlu akış yapısından farklı olarak, sonlu-silindirin, üç boyutlu (3-D) karmaşık bir akış yapısına sahip olduğu ve sonlu-silindir üzerinde oluşan akışın; birçok girdap sistemlerinin birleşmesinden meydana geldiği görülmüştür.