Bu projenin temel amacı, aynı aileden süpersonik şok dalgalarının kesişmesini nümerik yöntemlerle analiz etmek ve sonuçları kullanıcıya sayısal veriler,grafik ve animasyonlarla sunmaktır.
Proje, süpersonik akışlarda şok dalgalarının kesişmesi sonucu oluşacak akışın davranışını anlamak, kesişim noktalarını belirlemek ve bu noktaların basınç, sıcaklık ve yoğunluk üzerindeki etkilerini analiz etmek için geliştirilmiştir.
CFD Analizi ile uzun süreler çözümleme yapmak yerine interaktif yapısı sayesinde bu çalışma ile oluşacak eğik şoklar,akış özellikleri kısa sürede hesaplanabilmektedir.
Bu çalışma kapsamında geliştirilen sayısal modellerde aşağıdaki varsayımlar esas alınmıştır:
- Sabit Özgül Isı Oranı
- Adyabatik akış
- Viskoz etkilerin ihmal edilmesi
- Sıkıştırılabilir akış
- 2 boyutlu akış modeli
- Mükemmel gaz kanunları
- Keskin ve kusursuz yüzeyler
- Sürekli (steady) akış
- Türbülans modeli kullanılmamıştır
Çalışma sonunda aynı varsayımlarla SU-2 üzerinde CFD analiz ile program çıktıları doğrulaması yapılmıştır.
Oblique_Shock_Solver.py ile süpersonik akışta eğik şok sonrası akış özelliklerinin (Basınç,Sıcaklık vb) değişimleri hesaplanır.
Expansion_Wave_Solver.py ile süpersonik akışta Prandtl-Meyer Genişleme Dalgası sonrası akış özelliklerinin değişimleri hesaplanır.
Same_Family_Shock_Solver.py ile şok dalgalarının kesişimi sonrası iteratif yöntemlerle çözüm yapılarak akış özellikleri hesaplanır.
Kodun Çalışma Yönteminin Akış Şeması İle Görselleştirilmesi
Graphics.py kullanılarak basınç/sapma açısı diyagramları ve kesişim noktaları çizilir.
Animation.py ile akış çizgileri Turtle Graphics kullanılarak animasyon şeklinde gösterilir.
Tkinter ile kullanıcıdan giriş değerleri alınır ve sonuçlar interaktif şekilde gösterilir.
- Python 3.10 veya üstü
- Gerekli paketler: pip install numpy scipy matplotlib pillow
- project/
- │
- ├── Same_Family_Shock_Solver.py # Şok kesişim hesaplamaları
- ├── Oblique_Shock_Solver.py # Eğik şok analizi
- ├── Expansion_Wave_Solver.py # Prandtl-Meyer genişleme dalgası
- ├── Graphics.py # Basınç vs Theta grafikleri
- ├── Animation.py # Akış animasyonu
- ├── GUI.py # Tkinter arayüzü
- ├── photo.png # GUI’de bölgeleri temsil eden resim.
- └── README.md # Proje açıklamaları
GUI.py çalıştırıldığında Tkinter tabanlı bir arayüz açılır.
- Mach: Giriş Mach sayısı
- Teta1: İlk Rampa Açısı
- Teta2: İkinci Rampa için Artış Açısı
- “Hesapla” butonuna basıldığında:
- Şok dalgalarının kesişim noktaları nümerik olarak çözülür.
- Her bölge için Mach, basınç, sıcaklık ve yoğunluk oranları hesaplanır.
- Hesaplanan değerler tabloda görüntülenir.
- Grafikler (
grafik.pngvegrafik_zoomed.png) oluşturulur.
- Basınç-Sapma Açısı Diyagramı: Kesişim noktalarını şok eğrileri ve genişleme dalgası eğrilerini gösterir.
- Zoomlu Grafik: Kesişim noktasını yakınlaştırılmış olarak gösterir.
- “Akış Animasyonu” butonuna basıldığında, hesaplanan şok kesişim noktalarına göre akış çizgileri ve şok dalgaları animasyonla gösterilir.
- Animasyon sayesinde şokların yönü, akış hatları ve kesişim noktaları görsel olarak incelenebilir.
-
Iteration Hatası:
Giriş değerleri çok yüksek veya uygun değilse iterasyon sayısı yeterli olmayabilir.
Çözüm:ITER_NUMartırılabilir. -
Ayrık Şok Uyarısı:
Girilen theta açısı max theta değerini aşıyorsa ayrık şok oluşur ve kullanıcıya uyarı verilir:
"Girdiğiniz theta açısı max theta açısından büyük, ayrık şok oluşur!" -
Dosya Bulunamadı:
Grafik veya varsayılan resim dosyaları eksikse hata alınır. -
Mach Sayısı: Girilen Mach Sayısı 1'den küçük ise şok oluşmayacağı için kullanıcıya uyarı verir.
- Nümerik şok analizi ve görselleştirme çalışmaları
- Basınç-sapma açısı diyagramlarının çizimi
- Animasyon ile akış ve şok davranışının görselleştirilmesi
- Kullanıcı dostu Tkinter arayüzü
- Bu çalışmada, aynı aileden şok dalgalarının kesişmesinin ardından oluşacak akımın özelliklerini incelemek ve bu şok etkileşiminin ardındaki mekanizmayı daha iyi anlamak hedeflenmiştir.
Programda eksik gördüğünüz durumlar veya hata,bug gibi sorunlar için iletişime geçebilirsiniz. https://github.com/mvergili64 mehmetvergli43@gmail.com