Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GÖKHAN SEVİLGEN
Danışman: MUHSİN KILIÇ
Özet:Bu çalışmada, otomobil kabininde hız ve sıcaklık dağılımının üç boyutlu sayısal analizi, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla gerçek bir otomobilin kabinine ait ölçüler referans alınarak cam ve dış yüzeyleri içeren üç boyutlu otomobil kabini modeli oluşturulmuştur. Otomobil kabininde gerçekleştirilen sayısal analiz sonuçlarını ısıl konfor açısından da değerlendirebilmek üzere gerçek insan vücudu ölçülerine ve şekline sahip 17 kısımdan oluşan sanal bir insan modeli, otomobil kabin modeline ilave edilmiştir. Otomobil kabininde, standart ısıtma ve soğutma süreci için sürekli ve geçici rejimde yapılan üç sayısal analizler sonucunda, hava akışı, insan vücuduna ait lokal ve genel ısıl karakteristikler ve kabin yüzeyleri için sıcaklık dağılımları elde edilmiştir. Sayısal simülasyonlarda, ısıl konfor değerlendirmesi yapabilmek için uygun sınır şartının belirlenmesine amacıyla farklı sınır şartları kullanılmıştır. Gerçekleştirilen sayısal analizlerde, hesaplama zamanları ve sonuçların hassasiyeti açısından optimum çözüm ağı yapısının elde edilebilmesi için farklı ağ yapıları kullanılmıştır. Kabin iç ortamını oluşturan yüzeyler arasında gerçekleşen ışınım ile ısı transferi hesaplamalarında, görüş faktörlerini içeren S2S(Yüzeyden yüzeye) modeli ve DO(Ayrık Ordinat) modeli kullanılmış ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Standart soğutma sürecinde otomobil klimasının soğutma yükü tüm simülasyonlarda aynı olacak şekilde, farklı tip giriş menfezlerinin kullanıldığı simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Dolayısıyla soğutma sürecinde farklı tipte giriş menfezleri seçiminin, kabin iç ortamında hız, sıcaklık ve bağıl nem dağılımları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Aynı zamanda hız dağılımını, insan vücudu yüzeyleri için lokal ve genel ısıl karakteristiklerini ve kabin yüzey sıcaklıklarını belirlemek amacıyla güneş ışınımının etkisinin de dikkate alındığı geçici rejimde soğutma simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Tezde yer alan sayısal simülasyonların büyük bir kısmında, eş zamanlı yürütülen deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlarla karşılaştırma yapılarak doğrulama gerçekleştirilmiştir.Otomobil kabininde 15?20 dakikalık ısıtma ve soğutma sürecinde hızlı geçici rejim koşulları elde edilmiştir. İnsan vücudu fizyolojik modelleri dikkate alındığında, insan vücut yüzeylerinde sabit sıcaklık sınır şartının kullanılmasının, insan vücut yüzeylerinde ısıl karakteristikleri değerlendirmek açısından, sabit ısı akısı sınır şartına göre daha gerçekçi olduğu söylenebilir. Tezde yer alan simülasyonların büyük bir kısmında, genel olarak otomobil kabin iç ortamında hesaplanan ve deneysel ölçümler sonucu elde edilen sıcaklık değerleri arasındaki fark yaklaşık 2°C elde edilmiştir. S2S veya DO ışınım modellerinin kabin iç yüzeyleri arasında ışınım ile gerçekleşen ısı transferi hesaplamalarında kullanılabileceği ancak bu modellerin hesaplama zamanları ve hazırlık zamanları açısından farklılıklar göstermektedir. İnsan vücudu ve kabin iç ortamı arasındaki ısıl etkileşimler dikkate alındığında, taşınım ile ısı transferinin ısıtma periyodu başlangıcında insan vücudu üzerinde büyük etkisinin olduğu ancak sürekli rejim koşullarına yaklaşıldığında, ışınım ile ısı transferinin insan vücudu üzerinde önemli rol oynadığı ifade edilebilir. Farklı tipte menfezlerin kullanıldığı soğutma simülasyonları sonucunda, tüm durumlarda farklı yapıda hız, sıcaklık ve bağıl nem dağılımları elde edilmiştir. Güneş ışınımının dahil edildiği soğutma simülasyonlarında elde edilen sonuçlar dikkate alındığında, güneş ışınımından doğrudan etkilenen yüzeylerde yüksek sıcaklık değerleri hesaplanmış ve bu yüzeylerin ortalama sıcaklıklarında, diğer yüzeylere kıyasla soğutma süresince daha yavaş azalma olduğu görülmüştür.