Simetrik kanat profili eğrilerinin polar koordinat dönüşümü ile modellenmesi
Polar coordinate transformation representation of symmetric airfoil curves
Yazar: ERKAN ORMAN
Danışman: DR. GÖKHAN DURMUŞ
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Uçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Havacılık ve Uzay Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Sivil Havacılık = Civil Aviation ; Uçak Mühendisliği = Aeronautical Engineering
Dizin: Kanat profili = Airfoil ; Koordinat dönüşümü = Coordinate transformation ; Şekil optimizasyonu = Shape optimization

Özet:
Bu tez çalışmasında simetrik kanat profilleri veya kanat profillerinin kalınlık eğrilerini tanımlamak için yeni bir parametreleme yöntemi üzerine çalışılmıştır. Yöntem Polar Koordinat Dönüşümü Yöntemi (PCT) olarak adlandırılmış olup temel olarak simetrik kanat profillerinin kartezyen koordinatlarının başlangıç noktasının değiştirilerek polar koordinatlara dönüşümün sağlanması ile uygulanmaktadır. Polar dönüşüm gerçekleştikten sonra elde edilen eğrilere iki adet üçüncü derece Bezier eğrisi ile yakınsama denemesi yapılmıştır. PCT yönteminde kullanılan Bezier eğrilerinin kontrol noktaları, PARSEC ve Bezier-PARSEC yöntemlerindeki değişkenlere benzer değişkenler cinsinden basit denklemlerle ifade edilebilmiştir. Önerilen yöntemin performansını değerlendirebilmek için PCT yöntemi ile Bezier-PARSEC 3333 yöntemi çeşitli NACA tipi simetrik kanat profili geometrileri için yakınsama performansı ve belirli akış koşullarında optimum geometrinin elde edilebilirliği açısından kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre eğrilere yakınsama performansı bakımından PCT yönteminin denenen birçok kanat profili için BP3333 yönteminden işlem süresi, kontrol noktalarının basit denklemlerle hesaplanabilmesi ve yakınsanan eğriler ile orijinal eğriler arasındaki sapma (deviation) değerleri açısından üstün olduğu görülmüştür. Belirli akış koşullarındaki optimum geometriyi elde etmede PCT yöntemi uygunluk değeri açısından daha başarılı iken işlem süresi bakımından BP3333 yönteminin gerisinde kalmıştır.

Abstract:
In this thesis, a new parameterization method is studied to define symmetrical airfoils or airfoil thickness curves. The method is named as Polar Coordinate Transformation (PCT) method and basically performed as transforming airfoil cartesian coordinates to polar coordinates by means of changing the starting point of airfoil coordinates. After polar transformation is performed, two third degree Bezier curves are used to be able to fit transformed airfoil coordinates. Control points of Bezier approximation curves used in PCT method can be calculated as PARSEC and Bezier-PARSEC similar parameters in the form of simple equations. To evaluate the performance capability of presented technique, PCT method has been compared with the BP3333 method for a number of conventional NACA type symmetric airfoils with respect to convergence performance and capabilty of obtaining optimum geometries that provide certian flow conditions. Results show that for corvergence performance most of airfoils which are tested in this study, Polar Coordinate Transformation (PCT) technique is superior to BP3333 method in computational time, ease of implementation and deviation values. Performance of obtaining optimum geometry in certain flow conditions, PCT method provides higher fitness value than BP3333 but also consumes higher CPU time.