Girdap Yolu
Pazartesi, 25 Kasım 2019

Gerris akış çözücüsü ile Re 100 için hesaplanan von Karman girdap yolu

1911 itibârı ile yayınlanan "Sıvı İçinde Hareket Eden Bir Cismin Mâruz Kaldığı Direnç Mekanizması" olarak tercüme edilebilecek başlığa sahip almanca makâle [1] ile birlikte "Girdap Dökülmesi" hâdisesinin ilk kez bilimsel olarak ortaya konduğu kabûl edilmektedir ki söz konusu çalışmayı geçekleştiren kişi olan Macar makina mühendisi Theodore von Kármán'ın isminden hareketle daha sonra von Kármán Girdap Yolu olarak adlandırılan ve cisim dümensuyunda ortaya çıkan bu çok önemli akış oluşumunun, günümüze kadar süren incelenme macerası da böylece başlamıştır.

Uygulamalı mühendislik açısından; memeli bıyıkları etrafındaki çok alçak Re akıştan, bir yusufçuğun kanatları etrafındaki akışkan davranışlarına ya da hipersonik yenidengiriş araçlarından, küresel ölçekteki büyük hava hareketlerine [Resim.3] kadar son derece geniş bir kapsama sahip çok çeşitli çalışma sahaları, girdap dökülmelerinin dikkâtlice incelenmesini gerektirmektedir.

T. v. Kármán'ın makalesinden girdap yolu çizimi

Resim.2) Dümensuyunda meydana gelen girdap dökülmelerinin başlangıç çalışması olarak kabûl edilen, Theodore von Kármán tarafından yazılmış 1911 tarihli makâleden bir çizim. [1]


Akışkan etkisinde kalan cisimlerin dümensuyunda meydana gelen girdap dökülmelerinin belli şartlar altında oluşanları von Kármán girdap yolu olarak adlandırılan yapıları meydana getirmektedir. Bu oluşumların nitelikleri cismin şekli ve yüzeyinin yapısı, hareketin hızı, akışkanın kıvamlılığı gibi bâzı temel etkenler tarafından belirlenir. Aşağıdaki [Vidyo.1] üzerinde aynı cisim için farklı Reynolds sayılarında hesaplanan von Kármán Girdap Yolları görülebilir.

Kuzeybatı Afrika açıklarında Poyraz etkisinde oluşmuş bulut girdap yolları

Resim.3) Kuzeybatı Afrika açıklarında, üstteki Maderia Adası (Portekiz) ve aşağıdaki Kanarya Adaları (İspanya) etkisiyle, tatlı bir poyrazın sürüklediği bulutlarla görünür hâle gelmiş devâsa von Kármán girdap yolları. Fotoğraftaki alanın genişliği ~610dnm.
Maderia adasının dümensuyunda l yaklaşık 97dnm ve h ise 47dnm. [2]


Genel anlamıyla girdap dökülmesi konusuna böyle kısa ve hafif bir giriş yapıldıktan sonra gelecek bölümlerde Reynolds Sayısı ve Strouhal Sayısı gibi konuyla bağlantılı temel kavramların ve Girdap Uyartımlı Titreşimler (GUT) ve dümensuyu gürültüsü vs. gibi birkaç meselenin ayrı başlıklar altında ele alınabileceğini umuyorum ki bu konulara ağırlıklı olarak denizaltı tasarımı bağlamında ve dolayısı ile biraz daha dar kapsamlı ve özel maksatlı olarak değinilmesi beklenebilir...

Vidyo.1) Gerris Akış Çözücüsü kullanılarak birkaç çok alçak Re sayısında hesaplanmış 2B girdap yollarının canlandırmaları.

♦ Kaynaklar

1. Über den Mechanismus des Widerstandes, den ein bewegter Körper in einer Flüssigkeit erfahrt, 1911, Th. v. Kármán
2. Resim.3) https://earthobservatory.nasa.gov/images/85989/canary-islands-kick-up-von-karman-vortices
 
Telif Hakkı © 1997-2021 [uskudar.biz]
- sürüm 6.0.0 - Bütün Hakları Saklıdır.
Kullanım şartları için tıklayın!