A Numerical Approach for Modeling of  Turbulent Newtonian Fluid Flow in Eccentric Annulus

Erman ÜLKER; Sıla Övgü KORKUT UYSAL; Mehmet SORGUN

doi:https://doi.org/10.18400/tekderg.336801

Makale detayları

A Numerical Approach for Modeling of Turbulent Newtonian Fluid Flow in Eccentric Annulus

Yazarlar:

Erman ÜLKER | Sıla Övgü KORKUT UYSAL | Mehmet SORGUN

Yayıncı:

TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

Teknik Dergi 2018 Vol.29 Issue 4, pp.8497-8513

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2018

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000648872

Sıklık:

İki Aylık

pISSN:

1300-3453

DOI:

https://doi.org/10.18400/tekderg.336801

Özet:

 





Turbulent flow is a
complicated process that frequently appears not only in nature but also in
engineering applications. Numerical methods frequently are used to solve
turbulent flow problems due to the trouble in solving Navier-Stokes
equations.  Navier-Stokes equations including inner pipe rotation
effect are solved via two different numerical techniques. The efficiency of the
proposed numerical technique is compared with the obtained solutions of
Newton-Raphson method. The proposed method is computationally expensive,
however, it may allow tackling the non-linearity of challenging problems in
hydraulics. A mechanistic model including proposed numerical method is also
developed in order to predict pressure gradient for fully developed turbulent
flow through fully eccentric horizontal annulus including pipe rotation. The
computational frameworks are developed in MATLAB. Mathematical model is
confirmed by the experimental study, which is conducted in Izmir Katip Celebi
University.  Results show that
computational fluid model is a capable of estimating frictional pressure
gradient with an error of less than 14 %.

.

 





Türbülanslı akımlar, yalnızca doğada değil mühendislik
uygulamalarında da görülen karmaşık bir yapıdadır.  Navier-Stokes denklemlerinin türbülanslı
çözümlerinin karmaşık ve zor olmasından dolayı sayısal yöntemler sıklıkla
kullanılır. İki farklı sayısal teknik vasıtasıyla boru dönmesi hesaba katılmış
Navier-Stokes denklemleri çözülmüştür. Geliştirilen sayısal yöntemin etkinliği
Newton-Raphson method kullanılarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
Geliştirilen sayısal metot her ne kadar işlevsel olarak ağır olsa da,
hidrolikteki linear olmayan zor problemlerin çözümünü sağlamaya yol açabilir.
İç içe geçmiş borular arasından geçen tam gelişmiş türbülanslı akımın içteki
borunun dönmesi etkili olduğu basınç farklarının tayini için geliştirilmiş
sayısal metot ile birlikte bir mekanistik model geliştirilmiştir. Sayısal
hesaplamalar MATLAB’ta geliştirilen kodlarla yapılmıştır. Yapılan sayısal
hesaplamalar İzmir Katip Çelebi Üniversitesi’nde yapılan deneylerin
sonuçlarıyla teyit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, hesaplamalı akışkanlar
modelinin basınç gradyanını  %14’den daha
az bir hata ile tahmin ettiğini  göstermiştir.

.

Makale detayları

A Numerical Approach for Modeling of Turbulent Newtonian Fluid Flow in Eccentric Annulus

Yazarlar: Erman ÜLKER | Sıla Övgü KORKUT UYSAL | Mehmet SORGUN

Yayıncı: TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası

Ana Başlıklar: Uygulamalı fizik

Dergi: Teknik Dergi 2018 Vol.29 Issue 4, pp.8497-8513

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 6/2018

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000648872

Sıklık: İki Aylık

pISSN: 1300-3453

DOI: https://doi.org/10.18400/tekderg.336801

Sayı

Yazarlar:

Erman ÜLKER | Sıla Övgü KORKUT UYSAL | Mehmet SORGUN

Yayıncı:

TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

Teknik Dergi 2018 Vol.29 Issue 4, pp.8497-8513

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2018

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000648872

Sıklık:

İki Aylık

pISSN:

1300-3453

DOI:

https://doi.org/10.18400/tekderg.336801