Başlıklı bir boru etrafındaki akımın deneysel ve teorik analizi

Geçirimsiz bir taban yakınındaki dairesel bir silindir ile akıntı arasındaki etkileşim boru hatları gibi kıyı ötesi yapıların inşasında büyük öneme sahiptir. Hareketli bir taban üzerine yerleştirilen boru hatları yerel oyulmalar sebebiyle kendi kendine gömülebilmektedir. Daha önce yapılan çalışmalar, boru hattı üzerine düşey bir başlık yerleştirilmesinin oyulmanın miktar ve hızını artırabileceğini göstermektedir. Bu çalışmada, başlıklı pürüzsüz bir boru hattı etrafındaki 2 boyutlu türbülanslı akım, ReD=840, 1500, 4150 ve 9500 değerlerinde, G/D=0.0, 0.1, 0.2 ve 0.3 için incelenmiştir. Akım hızları PIV tekniği kullanılarak elde edilmiştir. Olayı idare eden denklemler sonlu elemanlar yöntemine (FEM) dayalı olarak çalışan ANSYS® 11 (HAD) paket programı kullanılarak çözülmüştür. Sonuçlar başlığın boru hattı mansabında geniş bir ayrılma bölgesinin oluştuğunu ve kaldırma kuvvetinin tersi yönünde bir kuvvet oluşumuna sebep olduğunu göstermektedir. En iyi ağ yapısı ile k-ω ve SST türbülans modellerinin akım alanını tanımlamada k-ε’a göre daha iyi sonuç verdiği belirlenmiştir.Interaction of current with circular cylinders near a rigid bed is important for design of offshore structures such as pipelines. Due to local scouring, pipeline on movable bed may bury itself. Past researches show that application of a vertical fin on pipeline, called spoiler, may increase the rate and extend of scouring. In this study, the 2D turbulent flow around a smooth pipeline with a spoiler investigated at ReD=840, 1500, 4150 and 9500 with G/D=0.0, 0.1, 0.2 and 0.3. PIV technique is used to measure the flow velocities. ANSYS® 11 (CFD) program package based on FEM is used to solve the governing equations. Present results show that the attachment of the spoiler causes negative lift force and a large separation area downstream of pipeline. The k-ω and SST turbulence models on the finest mesh are found better than k-ε, in the simulation of the flow field