Doğru Akış / Eğri Cisim
Pazar, 29 Aralık 2019

İleri Hareket ve Dönüş Şartlarında Cisim Etrafındaki Akış Hatları

Uzun zamandır ele alınmak için sırasını beklemekte olan "sürekli dönüş" mevzusuna nihâyet kısa bir süre önce ilk adım atılarak hafif bir giriş yapılmıştı. Şimdi bu ikinci bölümde dar ve özel bir açıdan, gemi mühendisliği uygulamaları için son derece önemli bu konuya devam edilecek. Umulur ki yakın zaman içinde, tâkip edecek diğer ilgili yazılar da tamamlanabilir...

Bugün için denizaltıların sabit doğrusal hareketlerindeki akış ayrılması hâdisesi ve etkileri yeteri kadar anlaşılmıştır denilebilir. Diğer taraftan manevra hâlindeki bir denizaltı üzerindeki akış ayrılması davranışları ve bunların etkileri hakkında daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğu da rahatlıkla söylenebilir. Yukarıda denizaltılar dedik ama tabii ki bu mesele torpilleri ve insansız sualtı araçlarını da ve ayrıca gemileri de kapsamaktadır.

Deniz araçlarının manevra durumundaki hareketlerinin daha iyi anlaşılabilmesi için uygulanan yaklaşımların başında sabit bir yarıçapta sürekli dönüşün incelenmesi gelmektedir. Bu tür çalışmalarının denel olarak gerçekleştirilmesi, çeşitli sebeplerle, gâyet zorludur. En uygun çözüm "Döner Kiriş Havuzu" adlı özel bir yapı kullanmaktır ki bugün bile dünya üzerinde çok az sayıda (sadece altı adet, [5]) dönüş havuzu tesisi mevcuttur ve ne yazık ki ülkemizde henüz böyle bir imkân yoktur ama ihtiyaç vardır; belki daha sonra ayrıca meselenin bu boyutunu ele alabiliriz.

Darpa Suboff AFF-1 için Eğri Sürekli Dönüş modelleri

Resim.2) Darpa Suboff AFF-1 için doğrusal akışta sürekli dönüşün inceleneceği HAD çalışmalarında kullanılmak üzere hazırlanmış 3B eğri geometri modelleri. Fırsat olursa bu çalışmaların sonuçları bilâhare değerlendirilebilir.
Soldan sağa doğru; düz yüzüş ve [dönüş yarıçapı] 3L, 2L ve L için.


Sürekli dönüş hareketinin fiziğinin anlaşılmaya çalışılmasının tarihi oldukça eskidir. Bu husustaki en dikkât çekici gelişmelerden biri ise TsAGI'de1 çalışan Rus mühendis Georgiy Antonovich Gurzhienko tarafından, 1934 tarihinde yayınlanan [1] ve "Sürekli Dönüşte Dönel Gövde Üzerindeki Akış" olarak Türkçeye tercüme edilebilecek öncü makâledir.

Resim.3) Gurzhienko tarafından ilk kez rüzgâr tünelinde ölçümler için eğri modelin kullanıldığı V-2 havagemisi, burada kıçtan görünüyor.[2] Bu araçlar aerostatik kaldırma kuvvetiyle uçtuğu için hava gemisi olarak adlandırılır.


Gurzhienko tarafından havagemilerinin manevraları esnasında oluşacak kuvvet katsayılarının sıradan bir rüzgâr tünelinde deney yoluyla elde edilebilmesine yönelik olarak geliştirilen bu yöntem temel olarak; dönüş esnasında eğrisel bir akışa [Resim.4] mâruz kalacak olan aracın, istenen dönüş yarıçapındaki akış hatlarına uyarlanacak şekilde eğilmiş olarak imâl edilecek [Resim.5] bir modelinin doğrusal akışa mâruz bırakılmasına ve böylece eşdeğer sonuçların elde edilebileceği varsayımına dayanmaktaydı. Bu yaklaşım ilk olarak Moskova'da V-2 Smolniy havagemisinin rüzgâr tünelinde incelenmesi [Resim.3] için kullanılmış ve başarılı olmuştur.

Sürekli dönüş şartlarının geometrik yapısını tanımlayan çizim

Sürekli dönüşü doğru akışa uydurmak için hazırlanmış geometriyi tanımlayan çizim

Resim.4 ve 5) Gurzhienko'nın çalışmasının [1] ingilizce tercümesinden [2] alınmış, sabit sürekli dönüş hareketinin geometrisini tanımlamak için hazırlanmış çizim, üstte. Dönüş yarıçapına göre doğru akış için eğilmiş model altta.


Geçen zaman içinde Gurzhienko'nun yöntemi uygunluğunu ispatlamış ve günümüze kadar muhtelif araştırmacılar tarafından tercih edilmiştir. Ayrıca bu yaklaşımın sağladığı üstünlükler günümüzde bilhassa denizaltı/torpil tasarımı camiası tarafından daha yaygın olarak kullanılmasını sağlamıştır. Böylece, son derece önemli bir araştırma sahası olan dönüş şartlarında denizaltılar etrafındaki; akış ayrılması, dümensuyu izi, kavitasyon gibi son derece önemli konu başlıklarının su/kavitaston tünellerinde ve çekme havuzlarında incelenebilmesine imkân sağlanabilmektedir. Yöntem aynı zamanda HAD2 açısından da önemini muhafaza etmektedir ki belki suboff aff-1 [Resim.2] ile başlayarak, bu doğrultuda gerçekleştirilecek birkaç örnek çalışmaya ileride temas edebiliriz...

♦ Açıklamalar

1. TsAGI (ЦАГИ): ЦАГИЦентральный аэрогидродинамический институт / Tsentralniy AeroGIdrodinamicheskiy Institut - (Rusya) Merkezi Aerodinamik Enstitüsü, kuruluş 1918. [geri]
2. HAD: Hesaplamalı Akışkan Dinamiği [geri]

♦ Kaynaklar

1. Метод искривленных моделей и применение его к изучению криволинейного поле- та воздушных кораблей - Труды ЦАГИ -вып.182, 1934, Г.А. Гуржиенко
2. Technical Memorandum No. 829 (Kaynak-1'in ingilizce tercümesi), 1937, NACA
3. Flow Over a Body of Revolution in a Steady Turn, 2001, P. A. Gregory - P. N. Joubert - M. S. Chong
4. Viscous-flow Calculations of Submarine Maneuvering Hydrodynamic Coefficients and Flow Field based on Same Grid Topology, 2015, L. Cao - J. Zhu - G. Zeng
5. Dünya Üzerindeki Döner Kiriş Havuzları - http://vma97.uskudar.biz/arsenal/hydro-testing-facilities/rotating-arm-basins.html
6. Döner Kiriş Havuzu Hakkında bir iki satır - http://uskudar.biz/seyir-defteri/mühendislik/dor-gövdesi.html
 
Telif Hakkı © 1997-2021 [uskudar.biz]
- sürüm 6.0.0 - Bütün Hakları Saklıdır.
Kullanım şartları için tıklayın!