Seçilen bir otomobil tipinin aerodinamik karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi ve sonuçlarının mevcut deneysel çalışma sonuçları ile karşılaştırılması
Numerical analysis of aerodynamic characteristics of a spesific automobile model and comparison between its results and existing experimental data
Yazar: GÖKHAN KAPLAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CEVDET AYGÜN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Gelişen günümüz teknolojisi, bilgisayarları geçtiğimiz yıllara göre çok daha güçlü kılmıştır. Gün geçtikçe artan tecrübe ile doğruluk payı artan nümerik çalışmalar, gelişen bilgisayar teknolojileri ile eskisine oranla çok daha hızlı sonuçlanabilmekte ve gerçeğe daha yakın sonuçlar verebilmektedirler. Bu tez çalışmasında, daha önce bir rüzgar tüneli kullanılarak yapılan deneylerle aerodinamik karakteristikleri incelenen 1/16 ölçekli BMW 3 serisi sedan otomobilin yine ölçekli bir benzeri temin edilerek tersine mühendislik yöntemleri ile üç boyutlu olarak taratılmış ve bilgisayar ortamında yeniden oluşturulmuştur. Daha sonra oluşturulan bu üç boyutlu model için Fluent CFD yazılımı kullanılarak aynı çevre ve sınır şartlarının geçerli olduğu bir dış akış simülasyonu hazırlanmıştır. Sayısal çalışma sonucunda elde edilen sayısal veriler, literatürdeki benzer çalışmaların sonuçları da gözönüne alınarak,  mevcut olan deneysel çalışmanın sonuçları ile  mukayese edilerek değerlendirilmiştir. BMW firması, kendi ürettiği 3 Serisi sedan otomobili için, Cd değerini 0,31 olarak verirken, literatürde mevcut olan ve aynı aracın ölçekli bir modelini kullanan deneysel çalışmada bu değer Cd = 0,355 olarak bulunmuştur. Mevcut deneysel çalışmadaki ile aynı ölçeğe sahip bir modelle yapılan bu çalışma sonucunda ise otomobilin gövdesine ait CdA değeri 0,255 olarak elde edilirken, bu değere, motor soğutma sisteminin katkısının hesaplanması ile birlikte toplam değer Cd = 0,308 olarak elde edilmiştir.

Abstract:
Advanced  technology achievements has made computers stronger in the recent years. The numerical studies, success rate of which has increased significantly with the growing experience in the field, can provide more accurate results in shorter duration compared to the past works due to the technological improvements in computational modeling. In this study, firstly, the scaled (1/16) model  of a BMW 3 series type automobile, whose aerodynamic characteristics was experimentally analyzed in a wind tunnel previously, is acquired, and then the  3-D computer modeling techniques is applied by using reverse engineering methods in order to simulate the surface boundary conditions of the automobile and the computing domain. Once this task is achieved, the  surface boundary conditions  with the  far field conditions and the other computing conditions as well as  the computational domain which are equivalent to  the flow over the test  model  and the other physical conditions of the experimental study are  simulated by using   Fluent CFD program. The numerical results obtained herein are   compared with the  existing experimental data and the similarities and the differences between two studies are discussed by taking the results of the  similar studies in literature, into account. The car manufacturer declares value of  Cd as 0,31 for its BMW 3 Series automobile and the Cd value for a scaled model of the BMW 3 Series automobile was calculated Cd =0,355 in an existing experimental study. With this study that uses the same scale ratio with the existing experimental study, Cd value for automobile body was calculated
CdA =0,255 and with the contribution of the engine cooling system of the model to Cd value, total Cd of the automobile model was calculated 0,308.