Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi

Istanbullu, Anil; Alpman, Emre

Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi

Anil Istanbullu, (Makina Mühendisliği Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği İstanbul, Türkiye)

Emre ALPMAN (Marmara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği İstanbul, Türkiye)

Tesisat Mühendisliği

14 2

Yıl: 2023 Cilt: Sayı: 195 Sayfa Aralığı: 26 - 36 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 28-05-2023

Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi

Öz:

Bu çalışma, açık kaynak kodlu bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği olan Open- FOAM yazılımı aracılığı ile borularda su darbesi analizinin gerçekleştirilmesini içermektedir. Su darbesi, sıvının hızı ve basıncındaki ani değişiklikler nedeniyle basınçtaki yükseliş olarak tanımlanır. Sıkıştırılabilir sıvılar prensiplerinin, yüksek basınç altındaki su yoğunluğunun sabit olmayacağı için dikkate alındığı vurgulan- maktadır. Analizin yapılabilmesi için, OpenFOAM içerisinde yer alan ve laminer akışlar için zamana bağlı akış çözümleyicisi olan sonicLiquidFoam kullanılmıştır. Örnek çalışma içerisinde, basınç salınımlarını görebilmek için bir boru hattındaki su darbesi durumu analiz edilmiştir. Bu çalışma sayesinde, açık kaynak kodlu he- saplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı aracılığıyla da su darbesi analizi yapılma- sının mümkün olduğu vurgulanmıştır.

Anahtar Kelime:

Water Hammer Analysis in Pipelines with Open Source CFD Software OpenFOAM

Öz:

This study includes water hammer analysis inside pipelines performed by using the open source computational fluid dynamics software OpenFOAM. Water hammer is defined as the spike in pressure due to sudden changes on fluid’s velocity and pressure. It is emphasized that compressible fluid principals have been taken into account since the density of water under high pressure is not going to be constant. In order to perform analysis the solver sonicLiquidFoam, which is designed for time dependent laminar flow solutions, of OpenFOAM has been utilized. In the case study, water hammer inside a pipeline has been analyzed to be able to see the pres- sure pulsations. Thanks to this study, it is emphasized that water hammer analysis could also be performed by means of open source computational fluid dynamics software.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Ghidaoui, M. S., Zhao, M., Mcinnis, D. A. and Axworthy, D. H., A Review of Water Hammer Theory and Practice, Applied Mechanics Re- view, 58(1), 49-76, 2005.
[2] Qiaolin Z., Suizheng Q., Wei L., Wenxi T., Guanghui S., Zejun X., Water Hammer Char- acteristics of Integral Pressurized Water Reac- tor Primary Loop, 2013.
[3] Kavurmacioğlu, L., Boru Hatlarında Su Darb- esi Olayı ve Önleme Çareleri, IX. Tesisat Mühendisliği Kongresi, 2009.
[4] Holmboe, E. L., Rouleau, W. T., The Effect of Viscous Shear on Transients in Liquid Lines, Journal of Basic Engineering, Transactions of the ASME, Vol. 89, No. 1, pp. 174–180, 1967.
[5] Joukowski, N., Water Hammer, Translated by Miss O. Simin, Proceedings of American TFnier TForA’s Assoc., Vol. 24, pp. 365 -368, 1904.
[6] Bergant, A., Simpson, A. R., and Vitkovsky, J., Developments in Unsteady Pipe Flow Friction Modelling, J. Hydraul. Res. Vol. 39, No. 3, pp. 249–257, 2001.
[7] Safwat, H., On the Elastic Behavior of the Pipe Wall for Water Hammer Applications, Nuclear Engineering and Design, pp. 85-94, 1972.
[8] Brunone, B., Karney, B. W., Mecarelli, M., Ferrante, M., Velocity Profiles and Unsteady Pipe Friction in Transient Flow, J. of Water Re- sources Planning and Management, pp. 236- 244, 2000.
[9] Ghidaoui, M. S., and Kolyshkin, A. A., Stabili- ty Analysis of Velocity Profiles in Water-Ham- mer Flows, Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 127, No. 6, pp. 499–512, 2001.
[10] Streeter, V. L. and Wylie, E. B., Fluid Mechan- ics, 8th Edition, McGraw Hill NewYork, 1985.
[11] Chaudhry, M. H., Applied Hydraulic Tran- sients, Van Nostrand Reinhold, N Y, 1987.
[12] Wylie, E. B., Streeter, V. L., and Lisheng, S., Fluid Transient in Systems, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1993.
[13] Tijsseling, A. S, Lambert, M. F., Simpson, A. R., Stephens M. L., Vítkovský, J. P., Bergant, A., Skalak’s Extended Theory of Water Ham- mer, Journal of Sound and Vibration, Vol. 310, No. 3, pp. 718-728, 2008.
[14] Chaudhry, M. H., and Hussaini, M. Y., Sec- ond-Order Accurate Explicit Finite Difference Schemes for Water Hammer Analysis, J. Flu- ids Eng., Vol. 107, pp. 523–529, 1985.
[15] Vasudevan, S., Coupling 3D Simulations with 1D Simulations (The Water Hammer Effect), 2017.
[16] Bentley resmi internet sayfası (https://www. bentley.com/en/products/product-line/hy- draulics-and-hydrology-software/hammer) ve Pipenet resmi internet sayfası (https://www. sunrise-sys.com/pipenet/transient-module/)
[17] Chrisopher, J., OpenFOAM User Guide Cop- yright °C 2011-2018 OpenFOAM Foundation Ltd.
[18] Zhou, F.; Hicks, F.; Steffler, P., Transient Flow in a Rapidly Filling Horizontal Pipe Contain- ing Trapped Air, J. Hydraul. Eng., 128, 625– 634, 2002.
[19] Zhou, F.; Hicks, F.; Steffler, P., Analysis of Ef- fects of Air Pocket on Hydraulic Failure of Ur- ban Drainage Infrastructure, Can. J. Civ. Eng., 31, 86–94, 2004.
[20] Wang, C., Nilsson, H., Yang, J., and Petit, O., 1D-3D Coupling for Hydraulic System Tran- sient Simulations, Computer Physics Commu- nications, 2016.

APA	Istanbullu A, Alpman E (2023). Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi. , 26 - 36.
Chicago	Istanbullu Anil,Alpman Emre Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi. (2023): 26 - 36.
MLA	Istanbullu Anil,Alpman Emre Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi. , 2023, ss.26 - 36.
AMA	Istanbullu A,Alpman E Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi. . 2023; 26 - 36.
Vancouver	Istanbullu A,Alpman E Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi. . 2023; 26 - 36.
IEEE	Istanbullu A,Alpman E "Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi." , ss.26 - 36, 2023.
ISNAD	Istanbullu, Anil - Alpman, Emre. "Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi". (2023), 26-36.

APA	Istanbullu A, Alpman E (2023). Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi. Tesisat Mühendisliği, (195), 26 - 36.
Chicago	Istanbullu Anil,Alpman Emre Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi. Tesisat Mühendisliği , no.195 (2023): 26 - 36.
MLA	Istanbullu Anil,Alpman Emre Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi. Tesisat Mühendisliği, vol., no.195, 2023, ss.26 - 36.
AMA	Istanbullu A,Alpman E Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi. Tesisat Mühendisliği. 2023; (195): 26 - 36.
Vancouver	Istanbullu A,Alpman E Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi. Tesisat Mühendisliği. 2023; (195): 26 - 36.
IEEE	Istanbullu A,Alpman E "Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi." Tesisat Mühendisliği, , ss.26 - 36, 2023.
ISNAD	Istanbullu, Anil - Alpman, Emre. "Açık Kaynak Kodlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Borularda Su Darbesi Analizi". Tesisat Mühendisliği 195 (2023), 26-36.