In this thesis, steady and incompressible developing turbulent flow in circular
pipes has been computed numerically at seven different Reynolds numbers ranging
from 8923 to 1.78 x105
. Using the conventional finite volume method with a hybrid
scheme, a computer program based on SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure
Linked Equations) algorithm has been developed. Numerical solutions of the
conservation equations of mass and momentum, together with the standard high
Reynolds number k-ε turbulence model, are obtained using a control volume based
iterative finite difference numerical solution technique. Near the solid boundary wall functions are employed. Numerical simulations for radial profiles of axial velocity,
turbulence kinetic energy, dissipation rate of turbulence kinetic energy, effective
viscosity, axial variation of centre-line velocity, wall shear stress distribution and skin
friction coefficient distribution are presented and compared with experimental
measurements reported in the literature. The results of numerical predictions are
generally in good agreement with experimental measurements.
Bu tezde dairesel kesitli borularda sürekli sıkıştırılamayan gelişen türbülanslı
akışın, sayısal hesaplama sonuçları 8923 ile 1.78 x105
arasında değişen yedi farklı
Reynolds sayılarında sunulmuştur. Hibrit yöntemi ile geleneksel sonlu hacim metodunu
kullanarak, SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations)
algoritmasına dayanan bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Standart yüksek Reynolds
sayılı k-ε türbülans modeliyle beraber, süreklilik ve momentum korunum diferansiyel
denklemlerinin sayısal çözümleri, kontrol hacme dayanan iteraktif sonlu fark çözüm
tekniği kullanılarak sağlanmıştır. Katı cidar yakınındaki bölgede cidar fonksiyonları
kullanılmıştır. Dairesel kesitli borularda çeşitli kesitlerde eksenel hız profilleri, simetri
ekseni boyunca eksenel hızın değişimi, türbülans kinetik enerji profilleri, türbülans
kinetik enerji kaybolma miktarı profilleri, efektif viskozite profilleri, cidar kayma
gerilmesi dağılımları ve cidar sürtünme katsayısı dağılımları için sayısal hesaplamalar
sunulmuş ve literatürdeki deneysel ölçümlerle ayrıntılı olarak karşılaştırılmıştır. Sayısal
hesaplamaların sonuçları deneysel ölçümlerle genel olarak iyi uyum sağlamıştır.
