Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

POD Analysis of Flow around Torpedo-Like Geometry with a Hemispherical Nose

Yıl 2023, Cilt: 6 Sayı: Ek Sayı, 555 - 566, 20.12.2023
https://doi.org/10.47495/okufbed.1371217

Öz

There has been an increased interest in underwater vehicles for a wide range of applications over the past decade. In the current study, flow characteristics around a common, torpedo-like geometry with a Myring profile were investigated at a length-based Reynolds number of Re=20000 using the Particle Image Velocimetry (PIV). As a result of PIV and Proper Orthogonal Decomposition (POD) analyzes in this study; instantaneous streamline topology Ψ, instantaneous vorticity ωL⁄U_∞ contours, instantaneous streamwise velocity component u⁄U_∞ graphs, cross-streamwise velocity component v⁄U_∞ graphs, instantaneous vorticity ωL⁄U_∞ graphs, perpendicular to the flow direction, instantaneous vortex graphs and time-averaged TKE graphs were evaluated and compared. At the same time, as a result of PIV analysis, time-average streamline topology <Ψ> and Time-averaged vorticity <ωL⁄U_∞ > contours values are given. When the flow characteristics were compared by using the obtained POD method of the PIV results, it was determined that although the POD data were generally quite similar to the PIV results, the POD analysis results had a more uniform flow structure and vortex turbulence was lessened.

Destekleyen Kurum

Scientific and Technological Research Council of Turkey and OKU Scientific Research Projects Unit

Proje Numarası

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (Tübitak Proje No: 214M318), Okü Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (OKÜBAP-2022-PT2-033 ve OKÜBAP-2022-PT2-043)

Teşekkür

The authors would like to acknowledge the Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK) under Contract No. 214M318 and thank the Advanced Fluid Mechanics PIV laboratory of Osmaniye Korkut Ata University, Turkey for using the water channel and measurement systems. In addition, the authors thank the OKU Scientific Research Projects Unit for their support with the project number OKÜBAP-2022-PT2-033 and OKÜBAP-2022-PT2-043.

Kaynakça

  • Anonymous. Dynamic Studio software of the Dantec Dynamics, https://www.dantecdynamics.com (Access 13.11.2023), 2016.
  • Akbudak E., Yanıktepe B., Şekeroğlu E., Kenan Ö., Ozgoren M. Investigation of the flow structures for two tandem arrangement of torpedo-like geometries. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2022a; 1(5): 135-155.
  • Akbudak E., Şekeroğlu E., Yaniktepe B., Kenan Ö., Özgören M. Investigation of flow characteristics around a blunt nose and conical stern geometry with single and tandem arrangements. UNEC Journal of Engineering and Applied Sciences 2022b; 2(2): 49-55.
  • Berkooz G., Holmes P., Lumley JL. The proper orthogonal decomposition in the analysis of turbulent flows. Annu Rev Fluid Mech 1993; 25: 539-575.
  • de Barros EA., Dantas JLD, Pascoal AM. de S ´a E. Investigation of normal force and moment coefficients for an AUV at nonlinear angle of attack and sideslip range. Journal of Oceanic Eng 2008; 33(4): 538-549.
  • Desa E., Madhan R., Maurya P. Potential of autonomous underwater vehicles as new generation ocean data platforms. Current Science 2006; 90(9): 1202-1209.
  • Durhasan T. Flow topology downstream of the hollow square cylinder with slots. Ocean Eng, 2020; 209: 107518.
  • Kilavuz A., Ozgoren M., Kavurmacioğlu LA., Durhasan T., Sarigiguzel F., Sahin B., Akilli H., Sekeroglu E., Yaniktepe B. Flow characteristics comparison of PIV and numerical prediction results for an unmanned underwater vehicle positioned close to the free surface. Applied Ocean Research 2022a; 129: 103399.
  • Kilavuz A., Durhasan T., Ozgoren M., Sarigiguzel F., Sahin B., Kavurmacioğlu LA., Akilli H., Sekeroglu, E., Yaniktepe B. Influence of free-surface on wake flow characteristics of a torpedo-like geometry. Journal of Marine Science and Technology 2022b; 27(3): 1130-1147.
  • Kilavuz A., Sarigiguzel F., Ozgoren M., Durhasan T., Sahin B., Kavurmacioğlu LA., Akilli H., Sekeroglu E., Yaniktepe B. The impacts of the free-surface and angle of attack on the flow structures around a torpedo-like geometry. European Journal of Mechanics-B/Fluids 2022c; 92: 226-243.
  • Kenan O., Yanıktepe B., Sekeroglu E., Akbudak E., Ozgoren M. Experimental investigation of instantaneous flow properties around a hemispherical nose torpedo-like geometry exposed to üniform flow. 4. International Baku Scientific Research Congress, 30 November-01 December 2022a, page number:542-551, Baku.
  • Kenan O.,Yanıktepe B., Sekeroglu E., Akbudak E., Ozgoren M. Experimental investigation of instantaneous flow properties around a cambered nose torpedo-like geometry exposed to üniform flow. 3. International Cappadocia Scientific Research Congres, 11-12 December 2022b, page number: 884-894, Nevşehir.
  • Kenan O.,Yanıktepe B., Sekeroglu E., Akbudak E., Ozgoren M. Experimental investigation of instantaneous flow properties around a hemispherical nose, 3-wing torpedo-like geometry positioned in smooth flow conditions. 1. Uluslararası Boğaziçi Bilimsel Çalışmalar Kongresi, 13-14 May 2023, page number:444-454, İstanbul.
  • Kumley JL. The structure of inhomogeneous turbulent flow. In: Yaglom AM, Tatarski VI (eds) Atmospheric turbulence 1967.
  • Meyer KE., Pedersen JM., Ozcan O. A turbulent jet in crossflow analysed with proper orthogonal decomposition. J. Fluid Mech 2007; 583: 199–227.
  • Myring, DF. Theoretical study of body drag in subcritical axisymmetric flow 1976; 27: 186–194.
  • Noack BR., Morzynski M., Tadmor G. Reduced-order modeling for flow control. CISM courses and lectures. No. 528. Springer; 2010.

Yarı Küresel Burunlu Torpido Benzeri Geometri Etrafındaki Akışın POD Analizi

Yıl 2023, Cilt: 6 Sayı: Ek Sayı, 555 - 566, 20.12.2023
https://doi.org/10.47495/okufbed.1371217

Öz

Geçtiğimiz on yılda geniş bir uygulama yelpazesine sahip su altı araçlarına ilgi artmıştır. Bu çalışmada, Myring profiline sahip ortak, torpido benzeri bir geometri etrafındaki akış özellikleri, Parçacık Görüntüleme Hız Ölçme (PIV) yöntemi kullanılarak geometri boyuna göre tanımlanan Reynolds sayısının Re=20000 değerinde incelenmiştir. Bu çalışmada PIV ve Uygun Orthogonal Ayrıştırma (POD) analizleri sonucunda; anlık akım çizgisi topolojisi Ψ, anlık girdap ωL⁄U_∞ konturları, anlık akış yönünde hız bileşeni u⁄U_∞ grafikleri, çapraz akış yönünde hız bileşeni v⁄U_∞ grafikleri, anlık girdap ωL⁄U_∞ grafikleri, akış yönüne dik, anlık girdap grafikler ve zaman ortalamalı TKE grafikleri değerlendirildi ve karşılaştırıldı. Aynı zamanda PIV analizi sonucunda zaman ortalamalı akım çizgisi topolojisi <Ψ> ve Zaman ortalamalı girdap <ωL⁄U_∞ > kontur değerleri verilmiştir. POD yöntemini kullanarak elde ettiğimiz akış özelliklerini PIV sonuçlarıyla karşılaştırdığımızda POD verilerinin genel olarak PIV sonuçlarına oldukça benzer olmasına rağmen POD analiz sonuçlarının daha düzgün bir yapıya sahip olduğu ve girdap türbülansının daha az olduğu belirlendi.

Destekleyen Kurum

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu ve Okü Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi

Proje Numarası

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (Tübitak Proje No: 214M318), Okü Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (OKÜBAP-2022-PT2-033 ve OKÜBAP-2022-PT2-043)

Teşekkür

Yazarlar desteklerinden dolayı Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumuna (Tübitak Proje No: 214M318) ve Okü Bilimsel Araştırma Projeleri Birimine (OKÜBAP-2022-PT2-033 ve OKÜBAP-2022-PT2-043) teşekkür eder

Kaynakça

  • Anonymous. Dynamic Studio software of the Dantec Dynamics, https://www.dantecdynamics.com (Access 13.11.2023), 2016.
  • Akbudak E., Yanıktepe B., Şekeroğlu E., Kenan Ö., Ozgoren M. Investigation of the flow structures for two tandem arrangement of torpedo-like geometries. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2022a; 1(5): 135-155.
  • Akbudak E., Şekeroğlu E., Yaniktepe B., Kenan Ö., Özgören M. Investigation of flow characteristics around a blunt nose and conical stern geometry with single and tandem arrangements. UNEC Journal of Engineering and Applied Sciences 2022b; 2(2): 49-55.
  • Berkooz G., Holmes P., Lumley JL. The proper orthogonal decomposition in the analysis of turbulent flows. Annu Rev Fluid Mech 1993; 25: 539-575.
  • de Barros EA., Dantas JLD, Pascoal AM. de S ´a E. Investigation of normal force and moment coefficients for an AUV at nonlinear angle of attack and sideslip range. Journal of Oceanic Eng 2008; 33(4): 538-549.
  • Desa E., Madhan R., Maurya P. Potential of autonomous underwater vehicles as new generation ocean data platforms. Current Science 2006; 90(9): 1202-1209.
  • Durhasan T. Flow topology downstream of the hollow square cylinder with slots. Ocean Eng, 2020; 209: 107518.
  • Kilavuz A., Ozgoren M., Kavurmacioğlu LA., Durhasan T., Sarigiguzel F., Sahin B., Akilli H., Sekeroglu E., Yaniktepe B. Flow characteristics comparison of PIV and numerical prediction results for an unmanned underwater vehicle positioned close to the free surface. Applied Ocean Research 2022a; 129: 103399.
  • Kilavuz A., Durhasan T., Ozgoren M., Sarigiguzel F., Sahin B., Kavurmacioğlu LA., Akilli H., Sekeroglu, E., Yaniktepe B. Influence of free-surface on wake flow characteristics of a torpedo-like geometry. Journal of Marine Science and Technology 2022b; 27(3): 1130-1147.
  • Kilavuz A., Sarigiguzel F., Ozgoren M., Durhasan T., Sahin B., Kavurmacioğlu LA., Akilli H., Sekeroglu E., Yaniktepe B. The impacts of the free-surface and angle of attack on the flow structures around a torpedo-like geometry. European Journal of Mechanics-B/Fluids 2022c; 92: 226-243.
  • Kenan O., Yanıktepe B., Sekeroglu E., Akbudak E., Ozgoren M. Experimental investigation of instantaneous flow properties around a hemispherical nose torpedo-like geometry exposed to üniform flow. 4. International Baku Scientific Research Congress, 30 November-01 December 2022a, page number:542-551, Baku.
  • Kenan O.,Yanıktepe B., Sekeroglu E., Akbudak E., Ozgoren M. Experimental investigation of instantaneous flow properties around a cambered nose torpedo-like geometry exposed to üniform flow. 3. International Cappadocia Scientific Research Congres, 11-12 December 2022b, page number: 884-894, Nevşehir.
  • Kenan O.,Yanıktepe B., Sekeroglu E., Akbudak E., Ozgoren M. Experimental investigation of instantaneous flow properties around a hemispherical nose, 3-wing torpedo-like geometry positioned in smooth flow conditions. 1. Uluslararası Boğaziçi Bilimsel Çalışmalar Kongresi, 13-14 May 2023, page number:444-454, İstanbul.
  • Kumley JL. The structure of inhomogeneous turbulent flow. In: Yaglom AM, Tatarski VI (eds) Atmospheric turbulence 1967.
  • Meyer KE., Pedersen JM., Ozcan O. A turbulent jet in crossflow analysed with proper orthogonal decomposition. J. Fluid Mech 2007; 583: 199–227.
  • Myring, DF. Theoretical study of body drag in subcritical axisymmetric flow 1976; 27: 186–194.
  • Noack BR., Morzynski M., Tadmor G. Reduced-order modeling for flow control. CISM courses and lectures. No. 528. Springer; 2010.
Toplam 17 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil İngilizce
Konular Enerji
Bölüm Araştırma Makaleleri (RESEARCH ARTICLES)
Yazarlar

Ömer Kenan 0000-0002-3919-6923

Bülent Yanıktepe 0000-0001-8958-4687

Muammer Ozgoren 0000-0002-9088-5679

Ertuğrul Şekeroğlu 0000-0002-6592-3872

Ezgi Akbudak Bu kişi benim 0000-0002-7766-8303

Tahir Durhasan Bu kişi benim 0000-0001-5212-9170

Alpaslan Kılavuz 0000-0002-5180-3837

Beşir Şahin Bu kişi benim 0000-0003-0671-0890

Hüseyin Akıllı 0000-0002-5342-7046

Levent Kavurmacıoğlu 0000-0002-9981-8034

Proje Numarası Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (Tübitak Proje No: 214M318), Okü Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi (OKÜBAP-2022-PT2-033 ve OKÜBAP-2022-PT2-043)
Yayımlanma Tarihi 20 Aralık 2023
Gönderilme Tarihi 4 Ekim 2023
Kabul Tarihi 17 Kasım 2023
Yayımlandığı Sayı Yıl 2023 Cilt: 6 Sayı: Ek Sayı

Kaynak Göster

APA Kenan, Ö., Yanıktepe, B., Ozgoren, M., Şekeroğlu, E., vd. (2023). POD Analysis of Flow around Torpedo-Like Geometry with a Hemispherical Nose. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6(Ek Sayı), 555-566. https://doi.org/10.47495/okufbed.1371217
AMA Kenan Ö, Yanıktepe B, Ozgoren M, Şekeroğlu E, Akbudak E, Durhasan T, Kılavuz A, Şahin B, Akıllı H, Kavurmacıoğlu L. POD Analysis of Flow around Torpedo-Like Geometry with a Hemispherical Nose. OKÜ Fen Bil. Ens. Dergisi ((OKU Journal of Nat. & App. Sci). Aralık 2023;6(Ek Sayı):555-566. doi:10.47495/okufbed.1371217
Chicago Kenan, Ömer, Bülent Yanıktepe, Muammer Ozgoren, Ertuğrul Şekeroğlu, Ezgi Akbudak, Tahir Durhasan, Alpaslan Kılavuz, Beşir Şahin, Hüseyin Akıllı, ve Levent Kavurmacıoğlu. “POD Analysis of Flow Around Torpedo-Like Geometry With a Hemispherical Nose”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6, sy. Ek Sayı (Aralık 2023): 555-66. https://doi.org/10.47495/okufbed.1371217.
EndNote Kenan Ö, Yanıktepe B, Ozgoren M, Şekeroğlu E, Akbudak E, Durhasan T, Kılavuz A, Şahin B, Akıllı H, Kavurmacıoğlu L (01 Aralık 2023) POD Analysis of Flow around Torpedo-Like Geometry with a Hemispherical Nose. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6 Ek Sayı 555–566.
IEEE Ö. Kenan, “POD Analysis of Flow around Torpedo-Like Geometry with a Hemispherical Nose”, OKÜ Fen Bil. Ens. Dergisi ((OKU Journal of Nat. & App. Sci), c. 6, sy. Ek Sayı, ss. 555–566, 2023, doi: 10.47495/okufbed.1371217.
ISNAD Kenan, Ömer vd. “POD Analysis of Flow Around Torpedo-Like Geometry With a Hemispherical Nose”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6/Ek Sayı (Aralık 2023), 555-566. https://doi.org/10.47495/okufbed.1371217.
JAMA Kenan Ö, Yanıktepe B, Ozgoren M, Şekeroğlu E, Akbudak E, Durhasan T, Kılavuz A, Şahin B, Akıllı H, Kavurmacıoğlu L. POD Analysis of Flow around Torpedo-Like Geometry with a Hemispherical Nose. OKÜ Fen Bil. Ens. Dergisi ((OKU Journal of Nat. & App. Sci). 2023;6:555–566.
MLA Kenan, Ömer vd. “POD Analysis of Flow Around Torpedo-Like Geometry With a Hemispherical Nose”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 6, sy. Ek Sayı, 2023, ss. 555-66, doi:10.47495/okufbed.1371217.
Vancouver Kenan Ö, Yanıktepe B, Ozgoren M, Şekeroğlu E, Akbudak E, Durhasan T, Kılavuz A, Şahin B, Akıllı H, Kavurmacıoğlu L. POD Analysis of Flow around Torpedo-Like Geometry with a Hemispherical Nose. OKÜ Fen Bil. Ens. Dergisi ((OKU Journal of Nat. & App. Sci). 2023;6(Ek Sayı):555-66.

23487




196541947019414  

1943319434 19435194361960219721 19784  2123822610 23877

* Uluslararası Hakemli Dergi (International Peer Reviewed Journal)

* Yazar/yazarlardan hiçbir şekilde MAKALE BASIM ÜCRETİ vb. şeyler istenmemektedir (Free submission and publication).

* Yılda Ocak, Mart, Haziran, Eylül ve Aralık'ta olmak üzere 5 sayı yayınlanmaktadır (Published 5 times a year)

* Dergide, Türkçe ve İngilizce makaleler basılmaktadır.

*Dergi açık erişimli bir dergidir.

Creative Commons License

Bu web sitesi Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.