Experimental and Numerical Research of the Flow Features Around the Building Pairs with Different Types

Deniz GÖLBAŞI; Ertan BUYRUK; Koray KARABULUT

doi:https://doi.org/10.17776/csj.393304

Article Details

Experimental and Numerical Research of the Flow Features Around the Building Pairs with Different Types

Authors:

Deniz GÖLBAŞI | Ertan BUYRUK | Koray KARABULUT

Main Topics:

Astronomy and allied sciences

Journal:

Cumhuriyet Science Journal 2018 Vol.39 Issue 4, pp.1089-1106

Document Type:

Article

Publication Date:

12/2018

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2000920721

DOI:

https://doi.org/10.17776/csj.393304

Keywords:

Abstract:

 


Flow structure on the building is a primary factor in dispersing of air
pollutants into and around of the building. Therefore, it is required to
determine air motions outside of the building. In this study, flow features at
the vicinity of the two building models with rooftop and without rooftop having
same dimensions were investigated experimentally and numerically. In the
experimental part of the study, flow structures around buildings having
dimensions of 5x5x5cm without rooftop and 5x5x5cm with 30o slope and
rooftop were examined firstly by placing one by one and afterwards they were
analysed by leaving a distance of 13.75cm as binary placed (with rooftop,
without rooftop and with and without rooftop) by using Particle Image Velocimetry
(PIV). In the numerical part of the study, experimental works carried out by
placing binary building was researched by using ANSYS Fluent 12.1 software with
k-ε turbulance model as three dimensional, steady and the obtained numerical
results were compared with experimental results. Instantaneous velocity fields
were firstly obtained at the experiments and then stream lines   and
vortex peer curves   were plotted by using these datas. Average
equivalent velocity curves distributions in the x and y directions were also
investigated both for building models. The results showed that the vortexes
occurred behind the building for the building without rooftop (model A) were
symmetric with each other whereas they were not symmetric at the building with
rooftop (model B). Also, the lengths of the vortexes at the rear of the model B
increased 7.5% according to model A. The obtained result demonstrated that the
rooftop had an effect on the flow structure. However, it was seen that the
results were confirmed with a deviation of 3% when compared experimental
results with numerical.

.

 


Bina üzerindeki akış yapısı, bina içine ve etrafına hava
kirleticilerinin yayılmasında birinci derecede etkendir. Bu nedenle, bina
dışındaki hava hareketlerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, aynı
boyutlara sahip çatılı ve çatısız iki bina modeli etrafındaki akış özellikleri
deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmanın deneysel kısmında, 5x5x5cm
boyutlarında çatısı olmayan ve 5x5x5cm boyutlarında 30˚ eğime sahip çatılı bina
modelleri etrafındaki akış yapıları öncelikle binalar tek tek yerleştirilerek
ve sonrasında ise binalar aralarında 13.75cm mesafe bırakılıp (çatısız, çatılı
ve çatılı-çatısız) ikili olarak yerleştirilerek Parçacık Görüntülemeli Hız
Ölçüm Tekniğinin (PIV) kullanılmasıyla incelenmiştir. Çalışmanın sayısal
kısmında ise iki bina yerleştirilerek yapılan (çatılı ve çatısız) deneysel
çalışmalar k-ε türbülans modelli ANSYS Fluent 12.1 bilgisayar programı
kullanılarak üç boyutlu, zamandan bağımsız olarak incelenmiş ve elde edilen
sayısal sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Deneyler neticesinde,
öncelikle anlık hız alanları elde edilmiş ve sonra bu veriler kullanılarak akım
çizgileri   ve girdap eş düzey eğrileri   çizilmiştir. Ayrıca,
her iki bina modeli için x ve y yönündeki ortalama eşdeğer hız eğrileri dağılımları
incelenmiştir. Sonuçlar, çatısız bina (model A) için bina arkasında oluşan
girdaplar simetrik iken çatılı binada (model B) simetrik olmadığını
göstermiştir. Ayrıca, model B’ nin arkasındaki girdapların uzunlukları model A’
ya göre % 7.5 artmıştır. Elde edilen sonuç, çatının akış yapısı üzerinde bir
etkisinin olduğunu kanıtlamıştır. Bununla birlikte, deneysel ile sayısal
sonuçlar karşılaştırıldığında % 3’ lük bir sapma ile doğrulandığı görülmüştür.

.

Article Details

Experimental and Numerical Research of the Flow Features Around the Building Pairs with Different Types

Authors:

Deniz GÖLBAŞI | Ertan BUYRUK | Koray KARABULUT

Main Topics:

Astronomy and allied sciences

Journal:

Cumhuriyet Science Journal 2018 Vol.39 Issue 4, pp.1089-1106

Document Type:

Article

Publication Date:

12/2018

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2000920721

DOI:

https://doi.org/10.17776/csj.393304

Bina aerodinamiği

Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçümü (PIV)

Akış ayrılması

Issues

Article Details

Experimental and Numerical Research of the Flow Features Around the Building Pairs with Different Types

Authors: Deniz GÖLBAŞI | Ertan BUYRUK | Koray KARABULUT

Main Topics: Astronomy and allied sciences

Journal: Cumhuriyet Science Journal 2018 Vol.39 Issue 4, pp.1089-1106

Document Type: Article

Publication Date: 12/2018

Document Language: English

Document ID (Org No.): 2000920721

DOI: https://doi.org/10.17776/csj.393304

Bina aerodinamiği

Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçümü (PIV)

Akış ayrılması

Issues

Authors:

Deniz GÖLBAŞI | Ertan BUYRUK | Koray KARABULUT

Main Topics:

Astronomy and allied sciences

Journal:

Cumhuriyet Science Journal 2018 Vol.39 Issue 4, pp.1089-1106

Document Type:

Article

Publication Date:

12/2018

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2000920721

DOI:

https://doi.org/10.17776/csj.393304