Ces travaux de recherche sont consacrés à l’étude des effets de température sur le développement aérodynamique et l’acoustique rayonnée d’un jet subsonique par simulation des grandes échelles. Ces ...simulations sont réalisées avec un solveur 3D résolvant les équations de Navier-Stokes compressibles par une approche Volumes Finis. De plus, des schémas de discrétisation spatiale et d’intégration temporelle peu dissipatifs et peu dispersifs sont utilisés pour permettre l’étude des phénomènes acoustiques. La propagation acoustique est réalisée grâce à l’analogie acoustique de Ffowcs-Williams et Hawkings.Dans un premier temps, une configuration de jet simple est étudiée. Deux points de fonctionnement sont simulés. Dans les deux simulations, la vitesse d’éjection est fixée avec un nombre de Mach acoustique M=0.9 et seule la température du jet est modifiée. Pour les deux simulations les nombres de Reynolds sont supérieurs à 105. Pour valider la méthodologie de calcul, l’aérodynamique et l’acoustique ont été comparées avec succès à des données expérimentales. Une étude plus approfondie sur les effets induits par la température sur la distribution azimutale et l’émergence de nouvelles sources acoustiques est également menée. Dans un second temps, une tuyère représentative de l’arrière corps de moteur d’avion civil est considérée. La méthodologie de calcul appliquée sur cette géométrie est identique à celle utilisée sur les jets simples flux. Deux simulations sont réalisées en gardant les vitesses d’éjection constantes et en ne modifiant uniquement la température d’éjection du flux primaire (multipliée par un facteur 2). Les différences observées entre les deux simulations sont moins importantes que pour le cas simple flux. Cependant, le rayonnement acoustique amont est influencé significativement par la différence de température. Dans le cas froid, des ondes acoustiques remontant l’écoulement sont observées au centre du jet et rentrent en interaction avec le corps central. Ce phénomène n’est pas observé pour le cas le plus chaud, expliquant ainsi les différences sur le rayonnement acoustique.
In this PhD thesis, the effects of temperature on aerodynamic development and acoustic radiation of subsonic jets are studied. This is done thanks to 3D compressible Large Eddy Simulations with low dissipative and dispersive numerical schemes that propagate the acoustic waves properly. The far-field noise is then determined with the acoustics analogy proposed by Ffowcs-Williams and Hawkings.First, single round jets are studied. Two operating points are computed: an isothermal jet and a hot jet with an exhaust temperature twice the one of the ambient air (Tj = 2T0). The comparison of both cases is based on a similar exhaust velocity. In both cases, Reynolds number based on the nozzle diameter is above 105. To validate numerical methodology, aerodynamic and acoustic results are successfully compared against experiments. Further analyses are conducted to highlight the new acoustic sources that result from the temperature increase and the effects on the azimuthal mode distribution.Secondly, a more complex geometry representative of a real turbofan engine is considered, including two streams and the plug. The same methodology as the one used for the single jet nozzle is applied. Again, two simulations are computed where the exhaust velocities of both streams are kept constant and only the exhaust primary stream temperature is modified (multiplied by two). Differences on aerodynamic development are less important than the ones observed on single stream jets. However, the upstream acoustic radiation is significantly influenced by the modification of the exhaust temperature. In the colder case, upstream acoustic trapped waves are evidenced in the core jet and interact with the plug. This phenomenon is not reproduced when the primary stream is heated and explains the observed differences on the acoustic radiation.
Gaz türbinlerinde sıcaklık arttıkça verim ve güç artmaktadır. Fakat çok yüksek sıcaklıklara (≈2000°C) maruz kalındığında; sıcak gaz çıkış yolu üzerinde bulunan ekipmanların maruz kaldığı mekanik ve ...ısıl zorlamaların etkisi ciddi ölçüde arttığından özellikle gaz türbin kanatlarının soğutulması önem kazanmaktadır. Bu nedenle türbin kanatlarının mekanik veya ısıl zorlamalardan korunması ve güvenli şekilde çalışmasını sürdürebilmesi için etkin bir soğutma gereklidir. Üretici firmalar ve bilim adamları gaz türbinlerinin optimum verimi için türbin kanatlarında farklı soğutma yöntemleri geliştirme çalışmaları yapmaktadırlar. Bu geliştirme çalışmalarının çoğunluğunda çok kademeli ve sıralı yapıya sahip çarpmalı jetler ile jet geometrileri üzerinde odaklanılmıştır.
Bu çalışmada; kanat soğutma kanalına geometrik olarak benzer bir model üzerinde; hidrolik çapları eşit, dairesel, kare ve eşkenar üçgen tipli jetler kullanılarak, farklı Reynolds sayılarında hedef plakadaki ısı geçiş katsayısı dağılımı sıvı kristal termografi yöntemiyle deneyler yapılmıştır. Deneylerden elde edilen veriler kullanılarak jet geometrisinin, jet çapının, jet-hedef plaka aralığının ve Re sayısının yüzey ısı geçiş katsayısına etkisi araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda; ısı geçiş katsayısının Re sayısının artması ile akış yönünde arttığı görülmüştür. Plakalar arası aralık ve jet hidrolik çaplarının artırılmasıyla durağan bölgelerin arttığı ve ısı geçiş katsayısının bu bölgelerde azaldığı tespit edilmiştir. Çapraz akış, hedef-jet plaka aralığının artırılması ile akış yönünde azaldığı görülmüştür. En yüksek ortalama ısı geçiş katsayısının eşkenar üçgen jet plakalı modelde ve hedef plakla üzerinde en homojen ısı geçiş dağılımının dairesel jet plakalı modelde meydana geldiği tespit edilmiştir.
Kurutma, gıdadan suyun uzaklaştırılarak uzun süreli depolama için en çok kullanılan yöntemlerden biridir. Kurutma ile gıdadaki su miktarı ve mikrobiyal aktivitenin önemli ölçüde azalması nedeniyle ...depolama boyunca meydana gelen fiziksel ve kimyasal değişimler en az seviyede olmaktadır. Bu çalışmada, iki farklı yeni nemli nesne geometrisi olan tam ve ters yarı dairesel nesnenin hava jeti ile kurutulmasının ısı ve kütle transferi artışı üzerindeki etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Jet kurutması, nemli nesneden sabit bir jet uzaklığında (H) konumlandırılmış olup laminer ve iki boyutludur. İncelenen tüm durumlar için nemli nesnenin çapı, nemli nesneden olan jet uzaklığı ve jet giriş yüksekliği sabit olarak alınmıştır. Nesnelerin etrafındaki akım çizgileri ve eş sıcaklık eğrileri farklı jet Reynolds sayıları için elde edilmiştir. Korunum denklemlerini çözmek için sonlu hacim yöntemi olan ANSYS Fluent 17,0 bilgisayar programı kullanılmıştır. Hesaplamalar, Re = 100, 200, 300 olarak farklı Reynolds sayıları için yapılmıştır. Çalışmanın, literatürde var olan deneysel ve sayısal çalışmayla iyi bir uyum içerisinde olduğu bulunmuştur. Sonuçlar, tam dairesel nemli nesne geometrisinin ters yarı dairesel nemli nesne geometrisinden daha iyi ısı ve kütle transfer performansına sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca, Reynolds sayısının artışının ısı ve kütle transferi üzerinde olumlu bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Yerel olarak, jet kurutmanın nesnelerin ön taraflarındaki durma noktasına yakın daha etkili oldukları bulunmuştur.
Bu çalışmada; nanoakışkanlar çarpan akışkan jet tekniği ile kullanılarak, yüksek ısı akılı bir yüzeyden olan
ısı transferinin iyileştirilmesi sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmada, düz bir bakır ...yüzeyden gerçekleşen ısı
transferi, farklı Reynolds sayıları (Re= 12000, 14000, 16000, 18000), farklı parçacık çapları (Dp=10nm,
20nm, 40nm, 80nm), farklı hacimsel oranlar (φ= %2, %4, %6, %8) ve farklı tiplerde hazırlanan
nanoakışkanlar (CuO-Su, NiO-Su, Cu-Su, saf Su) için incelenmiştir. Çalışmada PHOENICS HAD
programının düşük Reynolds sayılı k-ε türbülans modeli kullanılmıştır. Sonuç olarak; Re sayısının
Re=12000-18000 değerine arttırılması sonucunda ortalama Nusselt sayısında %28 oranında bir artış olduğu
belirlenmiştir. Nanoparçacıkların çap boyutu 80nm’den 10nm’ye azaltıldığında ortalama Nusselt
sayısında %13,2 oranında bir artış olduğu tespit edilmiştir. Farklı hacimsel oranlarda hazırlanan
naoakışkanlarda ise; hacimsel oran %4 değerinden sonra arttırılsa dahi, ısı transferinde belirgin bir artışa
sebep olmadığı belirlenmiştir. Farklı tiplerde nanoakışkanlar içerisinde en iyi ısı transferi performansı Cu-
Su nanoakışkanı kullanıldığı durumda elde edilmiştir. Cu-Su nanoakışkanı saf su kullanıldığı duruma göre
Nuort’da %8,3 oranında bir iyileştirme göstermiştir. Ayrıca; modellemede kullanılan düşük Reynolds sayılı
k-ε türbülans modelinin sıcaklık dağılımını ve akış özelliklerini iyi şekilde temsil edebildiği görülmüştür.
À bien des égards, l’enseignement littéraire s’intéresse aux émotions qui s’expriment dans une œuvre, puis qui sont partagées grâce à la lecture et au commentaire. Dans la mesure où elles sont ...supposées relever de l’intériorité, elles seraient propres à caractériser la subjectivité d’un auteur et d’un lecteur. Pourtant, dès que l’on cherche à préciser le sens de cette dernière phrase, l’embarras devient vite manifeste : que signifie par exemple penser, se comporter, ressentir des émotions en tant que sujet ? Et dans un cadre scolaire, comment élèves et enseignants apprennent-ils et savent-ils qu’ils font une expérience de la subjectivité et plus particulièrement dans un type d’enseignement qualifié de littéraire ? Après avoir contextualisé ces questions dans des débats d’idées, ceux de l’histoire de l’esthétique, du champ littéraire et de l’histoire de l’enseignement, l’ouvrage complète cette analyse par une étude de l’enseignement contemporain à partir d’une enquête de terrain opérée dans des classes de collège et d’ECG (Canton de Genève. Son objectif principal consiste à réfléchir au phénomène de l’appropriation affective du texte littéraire, en se référant plus particulièrement à l’œuvre du psychologue L. S. Vygotskij.
Bu araştırmada, jet üflemeli bir kanat kesitinin hesaplamalı aeroakustik analizi yapılmıştır. Kanat kesit şekli NACA0015 olarak seçilmiştir. Kanatın üst yüzeyinde jet üfleme mekanizması ...bulunmaktadır. Hesaplamalar sonlu hacim çözücü ticari yazılım programı kullanılarak yapılmıştır. Türbülans modellemesinde k-ε modeli kullanılmıştır ve akustik sinyalin belirlenmesinde Ffowcs Williams-Hawking akustik analoji modeli kullanılmıştır. Jet üflemesi olmaksızın hesaplanan Ses Basınç Seviyeleri, deneysel verilerle karşılaştırılmış ve iyi bir uyum gözlemlenmiştir. Jet üflemeli durumlarda, jet çıkış açılarının, jet çıkış hızı oranlarının ve hücum açısının kanat üzerine etkisi incelenmiştir ve jet üflemesi olmayan durumlar ile karşılaştırılmıştır.
Bu çalışmada, PHOENICS Sayısal Akışkanlar Dinamiği programı ile dairesel eğik bir jet kullanılarak bir
yüzey üzerindeki hidrodinamik ve ısı transferi özellikleri sayısal olarak incelenmiştir. Farklı ...Re sayıları
ve nozul-plaka mesafelerinde jet açısının ısı transferi ve akış alanına etkileri iki boyutlu olarak
irdelenmiştir. Jet açıları (45°<α<90°), nozul-plaka arası mesafe (2<H/D<8) ve Re sayısı ise
(1500<Re<30000) aralıklarında modellenmiştir. Bu çalışmanın amacı eğik jet altındaki yüzeyler
üzerinden olan ısı transferinin sayısal yöntemler kullanarak hidrodinamik ve ısı transfer özelliklerinin
detaylı bir şekilde incelemektir. Ayrıca sayısal sonuçlar deneysel verilerle karşılaştırılıp uyumluluğu
ispatlanmıştır. Çalışmada, tüm Re sayılarında ve H/D değerlerinde jet açısının azalmasıyla ısı transferinin
azaldığı gözlemlenmiştir. İncelenen geometride jetin durma noktası farklı açılar için aynı değildir ve
α=90° durumunda durma noktası tam plakanın ortasıdır. Ancak, açının azalmasıyla çarpma noktası sağ
tarafa kaymaktadır. Düşük Re sayıları için nozul-plaka mesafesi arttıkça ısı transferi azalmaktadır.
PDF
