Kanat Profili-Silindir Konfigürasyonunun Aerodinamik ve Aeroakustik Performansının Sayısal Analizi

Abstract

Fanlar, rüzgâr ve su türbinleri gibi birçok akım makinesinde ve uçak gövdesi bileşenlerinde akışın fiziğinin ve akustik performansının anlaşılmasında, kanat profilisilindir konfigürasyonlarının akış performansından yararlanılmaktadır. Silindirin arkasında meydana gelen kayma tabakası ayrılmaları ve Von Karman girdapları, kanat girişinde parçalanmakta ve birçok küçük yapı meydana getirmektedir. Ortaya çıkan akış-katı yüzey etkileşimine bağlı olarak gürültü ve titreşim meydana gelmektedir. Akım makinelerinde geniş bant gürültüsünün en önemli sebebi, türbülanslı akış ve stator kanat giriş ucu etkileşimidir. Bundan dolayı akım makineleri gürültüsünün analizi için, kanat profili-silindir konfigürasyonu modellemesi yapılır. Bu çalışmada, kanat profili dairesel silindirin iz bölgesine yerleştirilerek sayısal simülasyonlar yapılmıştır. Simülasyonlar için Large Eddy Simulation (LES) metodu kullanılmıştır. Sayısal sonuçlar literatürdeki deneysel çalışmalar ile karşılaştırılarak sonuçlar doğrulandıktan sonra, farklı çaplardaki silindirler için simülasyonlar yapılarak, silindir çapının girdap oluşum bölgesi, akış birleşme noktası, akış ayrılma noktası, basınç dağılımı ve ses basınç seviyesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, Strouhal sayısındaki artış ile ses basınç seviyelerinin yükseldiğini göstermiştir.