Implementation, assessment, and extension of the wray-agarwal turbulence model for shock wave-boundary layer interactions

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: SEMİH CAN AKÇA

Danışman: Özgür Uğraş Baran

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Doğrusal çevrinti viskozitesi kullanan Reynolds ortalamalı Navier-Stokes türbülans modellemesi, endüstride türbülans skalalarının doğrudan çözülmesi yerine standart yaklaşım olarak tercih edilmektedir. Bu nedenle türbülans modellerinin isabeti, şok dalgası-sınır tabaka etkileşimli yüksek hızlı akışlar başta olmak üzere, havacılık ve uzay problemlerinde önemini korumaktadır. Tek denklemli türbülans modelleri, iki veya daha fazla denklemli modellere kıyasla daha az hesaplama gücü gerektirdiği için yaygın olarak tercih edilmektedir. Wray-Agarwal türbülans modeli, yeni geliştirilmiş, tek denklemli ve doğrusal çevrinti viskozitesi kullanan bir modeldir. Endüstride yaygın olarak kullanılan Spalart-Allmaras modeline kıyasla duvar ile çevrelenmiş akışlarda üstünlük gösteren Wray-Agarwal modelinin gelecek vaat eden bir model olduğu değerlendirilmektedir. Fakat bu modelin şok dalgası-sınır tabaka etkileşimli, yüksek hızlı sıkıştırılabilir akışlardaki performansına ilişkin literatürde araştırma eksikliği bulunmaktadır. Bu tezde WA modelinin iki farklı ana versiyonu, açık kaynaklı bir HAD çözücüsüne eklenmiş ve modeller doğrulanmıştır. Modeller, çeşitli şok dalgası-sınır tabaka etkileşimli akış içeren denektaşları kullanılarak incelenmiştir. WA modelinin ısı akısı tahminlerinde yetersiz performans sergilemesine rağmen, zayıf şok kaynaklı ayrılma problemlerinde basınç ve kesme gerilmesi tahminleri için deney verileriyle uyumlu sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Literatürden seçilmiş iki farklı uyarlama yöntemi model başarımını geliştirme amacıyla Wray-Agarwal modeline uygulanmıştır. Sonuç olarak, şok dalgası kaynaklı kuvvetli akış ayrılmaları için akış tahmin kabiliyetini geliştirmek amacıyla yeni bir model formülasyonu önerilmiştir. Uyarlanmış WA modelinin sıkıştırma rampası tipi akış problemlerinde daha iyi performans gösterdiği tespit edilmiştir.