Published December 20, 2023 | Version v1
Publication Open

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

Creators

  • 1. Osmaniye Korkut Ata University
  • 2. Necmettin Erbakan University
  • 3. Adana Science and Technology University
  • 4. Cukurova University
  • 5. Istanbul Aydın University
  • 6. Istanbul Technical University

Description

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.

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Translated Description (Arabic)

كان هناك اهتمام متزايد بالمركبات تحت الماء لمجموعة واسعة من التطبيقات على مدى العقد الماضي. في الدراسة الحالية، تم فحص خصائص التدفق حول هندسة شائعة تشبه الطوربيد مع ملف تعريف Myring في عدد رينولدز القائم على الطول Re=20000 باستخدام قياس سرعة صورة الجسيمات (PIV). نتيجة لتحليلات PIV والتحلل المتعامد السليم (POD) في هذه الدراسة ؛ تم تقييم ومقارنة الطوبولوجيا الانسيابية اللحظية، والدوامة اللحظية ωL ⁄U_∞، ومكونات السرعة اللحظية الدفقية u⁄U_∞، ومكونات السرعة المتقاطعة v⁄U_∞، والرسوم البيانية للدوامة اللحظية ωL ⁄U_∞، والعمودية على اتجاه التدفق، والرسوم البيانية الدوامية اللحظية والرسوم البيانية TKE لمتوسط الوقت. في الوقت نفسه، ونتيجة لتحليل PIV، يتم إعطاء متوسط الوقت طوبولوجيا الانسيابية <> ومتوسط الوقت الدوامي <ωL⁄U_∞ > القيم الكنتورية. عندما تمت مقارنة خصائص التدفق باستخدام طريقة POD التي تم الحصول عليها لنتائج PIV، تم تحديد أنه على الرغم من أن بيانات POD كانت بشكل عام مشابهة تمامًا لنتائج PIV، إلا أن نتائج تحليل POD كان لها بنية تدفق أكثر اتساقًا وتم تقليل الاضطراب الدوامي.

Translated Description (French)

Il y a eu un intérêt croissant pour les véhicules sous-marins pour un large éventail d'applications au cours de la dernière décennie. Dans la présente étude, les caractéristiques d'écoulement autour d'une géométrie commune semblable à celle d'une torpille avec un profil Myring ont été étudiées à un nombre de Reynolds basé sur la longueur de Re=20 000 en utilisant la vélocimétrie par image de particules (PIV). À la suite des analyses PIV et de décomposition orthogonale appropriée (POD) dans cette étude ; les graphiques de la topologie de la ligne de courant instantanée Ψ, des contours de vorticité instantanée ωL⁄U_∞, des graphiques de la composante de vitesse instantanée dans le sens du courant u⁄U_∞, des graphiques de la composante de vitesse transversale v⁄U_∞, des graphiques de vorticité instantanée ωL⁄U_∞, perpendiculaires à la direction de l'écoulement, des graphiques de vortex instantanés et des graphiques TKE moyennés dans le temps ont été évalués et comparés. Dans le même temps, à la suite de l'analyse PIV, la topologie rationalisée moyenne dans le temps < Ψ&gt ; et la vorticité moyenne dans le temps < ωL⁄U_∞ > les valeurs de contours sont données. Lorsque les caractéristiques d'écoulement ont été comparées en utilisant la méthode POD obtenue des résultats PIV, il a été déterminé que, bien que les données POD soient généralement assez similaires aux résultats PIV, les résultats de l'analyse POD avaient une structure d'écoulement plus uniforme et la turbulence du vortex était réduite.

Translated Description (Spanish)

Ha habido un mayor interés en los vehículos submarinos para una amplia gama de aplicaciones en la última década. En el estudio actual, se investigaron las características de flujo en torno a una geometría común similar a un torpedo con un perfil de Myring en un número de Reynolds basado en la longitud de Re=20000 utilizando la Velocimetría de Imagen de Partículas (PIV). Como resultado de los análisis PIV y de la Descomposición Ortogonal Adecuada (Pod) en este estudio; se evaluaron y compararon la topología aerodinámica instantánea Ψ, los contornos de vorticidad instantánea ωL⁄U_∞, los gráficos u⁄U_∞ del componente de velocidad en el sentido de la corriente instantánea, los gráficos v⁄U_∞ del componente de velocidad en el sentido de la corriente transversal, los gráficos de vorticidad instantánea ωL⁄U_∞, perpendiculares a la dirección del flujo, los gráficos de vórtice instantáneo y los gráficos TKE promediados en el tiempo. Al mismo tiempo, como resultado del análisis PIV, se dan los valores de los contornos de la topología aerodinámicapromedio en el tiempo < Ψ> y la vorticidad promediada en el tiempo < ωL⁄U_∞ >. Cuando se compararon las características de flujo utilizando el método POD obtenido de los resultados de PIV, se determinó que aunque los datos de POD eran generalmente bastante similares a los resultados de PIV, los resultados del análisis de POD tenían una estructura de flujo más uniforme y se disminuyó la turbulencia del vórtice.

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Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل جراب التدفق حول الهندسة الشبيهة بالطوربيد مع أنف نصف كروي
Translated title (French)
Analyse POD de l'écoulement autour de la géométrie de type torpille avec un nez hémisphérique
Translated title (Spanish)
Análisis de POD del flujo alrededor de la geometría similar a un torpedo con una nariz hemisférica

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389992472
DOI
10.47495/okufbed.1371217

Is supplement to
https://openalex.org/W1993954470 (Other)
https://openalex.org/W1984087069 (Other)
https://openalex.org/W2606698075 (Other)
https://openalex.org/W1531601525 (Other)
https://openalex.org/W3173606202 (Other)
https://openalex.org/W3110381201 (Other)
https://openalex.org/W3183948672 (Other)
https://openalex.org/W2778153218 (Other)
https://openalex.org/W1588520598 (Other)
https://openalex.org/W4283016284 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Turkey

References

  • https://openalex.org/W1964227618
  • https://openalex.org/W2112823474
  • https://openalex.org/W2145825232
  • https://openalex.org/W2152733311
  • https://openalex.org/W2471272568
  • https://openalex.org/W3028414051
  • https://openalex.org/W4200269712
  • https://openalex.org/W4210730099
  • https://openalex.org/W4285043058
  • https://openalex.org/W4308100595