Development of an axisymmetric Euler solver using finite volume method for internal and external flows


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 1999

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: LEVENT KANTAR

Danışman: MEHMET HALUK AKSEL

Özet:

öz SONLU HACİM METODU KULLANILARAK İÇ VE DIŞ AKIŞLAR İÇİN EKSENEL SİMETRİK EULER ÇÖZÜCÜSÜ GELİŞTİRİLMESİ Kantar, Levent Yüksek Lisans, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. M. Haluk Aksel Temmuz 1999, 139 sayfa Bu tez çalışmasında, iç ve diş, eksenel simetrik, sıkıştmlabilir akışlar için Microsoft Developer Studio 4.0 programının FORTRAN modülününde yazılmış bir Euler çözücüsü geliştirilmiştir. Temel akış denklemleri olarak kullanılan Euler denklemlerinin korunumlu haldeki şekilleri sonlu hacim metodu kullanılarak aynştınlmıştır. Kullanılan sayısal düzenleme hem zamanda hem de uzayda ikinci dereceden hassasiyete sahip olan tek- adımlı Lax-Wendroff düzenlemesidir. Zamanla değişmeyen durağan hale, çözümün, her hesaplamada bir önceki hesaplamada elde edilen sonuçlar kullanılarak zamandailerletilmesi ile ulaşıldığından, Euler denklemleri tüm akış rejimlerinde hiperbolik davranış göstermektedir ki bu da yapılan analizi kolaylaştırır. Sınırlar, uzak-bölge sınır şartlan ve katı duvar sınır şartlan olmak üzere iki şekilde tanımlanmıştır. Uzak-bolge sınır şartlan yansıtmayla özelliğe sahip olup karakteristik metod kullanılarak ele alınmışlardır. Katı duvar için geçerli olan sınır şartı ise, şuurdaki basınç değerlerinin momentum denkleminin yüzeye dik bileşeninin kapalı olarak çözümlenmesi ile elde edildiği teğetlik şartıdır. Yazılan kodun geçerliliğini ispatlamak için, hem dış hem de iç akışlann ele alındığı dört ayn çözümleme, literatürde bulunan sonuçlarla karşılaştınlmıştır. İlk test çalışması TÜBİTAK-SAGE tarafından geliştirilmiş olan 227-D roketinin etrafındaki ses altı, ses civan ve ses üstü akış rejimlerinin çözümlenmesidir. İkinci test çalışmasında, SOCBT mermisi etrafındaki ses civan, dış akış ele alınmıştır. Dış akış ile ilgili son test çalışması, arkası düz uzayan bir 25° koni etrafındaki ses üstü akıştır. AES'in iç akışlar için çalıştınldığı bir adet test çalışması mevcuttur. Bu çalışma 45°- 15° yakınsak-uzaksak lüle konfigürasyonu içerisindeki ses ara-ses üstü akıştır. Anahtar Kelimeler : Euler Denklemleri, Dış ve İç Eksenel Simetrik Akış, Sonlu Hacim Metodu, Belirli Çözümleme VI