Basitleştirilmiş treyler-çekici kamyon geometrisinde tasarım değişikliklerinin aerodinamik direnç katsayısına etkisi
Effect of design changes in simplified trailer-truck geometry on aerodynamic drag coefficient
Yazar: ONUR CAN KIRIT
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ATAKAN AKAR
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Taşımacılık endüstrisinde enerji verimliliği ve çevresel sürdürülebilirlik, günümüzde giderek artan öneme sahip temel konulardır. Bu bağlamda, taşımacılık araçlarının aerodinamik tasarımı, hem yakıt tüketimini azaltmak hem de karbondioksit emisyonlarını düşürmek için etkili bir strateji olarak kabul edilmektedir. Özellikle, kamyonların aerodinamik performansının iyileştirilmesi, taşımacılık endüstrisinde önemli bir potansiyele sahiptir.
Çalışmada, taşımacılık endüstrisinde önemli bir konu olan basitleştirilmiş treyler-çekici geometrisi tasarımı değişikliklerinin aerodinamik direnç katsayısına etkilerini incelenmiştir. Araştırma, Ansys 2023 R2 yazılımının kullanımıyla gerçekleştirilen kapsamlı bilgisayar destekli tasarım ve analizleri üzerinden ilerlemektedir. Bu Çalışma, çekici deflektör ve treyler yarım gözyaşı modeli kullanımının, aerodinamik performans üzerindeki etkilerini anlamak amacıyla iki farklı model (Model-A ve Model-B) kullanılarak, her biri için 11 farklı Varyant modelin hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizlerini içermektedir.Model-A çekici üst kenarı keskin köşeli model, Model-B ise çekici üst kenarı yuvarlatılmış model olarak tanımlanmıştır. Ansys Fluent yazılımı kullanılarak her bir varyant için aerodinamik direnç katsayıları hesaplanmıştır. Oluşturulan analiz modelleri için rüzgar tüneli geometrisi kurgulanmış olup Reynolds sayısı 0.51x10^6 olarak hesaplanmıştır ve yapılan 22 farklı analiz çalışmasında aynı sınır şartları uygulanmıştır. Analiz sonuçlarına göre, Model-A Varyant 1 için Cd  değeri 0.709 olarak ölçülmüştür, en fazla geometrik düzenlemenin olduğu Varyant 11 için ise bu değer 0.380'dir. Bu durumda direnç katsayısının değişim oranı %46.40 olarak hesaplanmıştır. Model-B Varyant-1 için ise Cd  değeri 0.711 olarak belirlenmiştir, en fazla geometrik düzenlemenin olduğu Varyant 11 için ise de bu değer 0.351'dir. Buna göre direnç katsayısının değişim oranı %56.53 olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
Energy efficiency and environmental sustainability in the transportation industry are increasingly important topics today. In this study, the aerodynamic design of transportation vehicles is considered an effective strategy for reducing fuel consumption and carbon dioxide emissions. Particularly, improving the aerodynamic performance of trucks holds significant potential in the transportation industry.
This study investigates the effects of simplified trailer-tractor geometry design changes on aerodynamic drag coefficient, a crucial aspect in the transportation industry. The research progresses through comprehensive computer-aided design and analysis using Ansys 2023 R2 software. This study encompasses computational fluid dynamics analyses of 11 different variants for each of two different models (Model-A and Model-B) to understand the effects of using tractor deflectors and trailer tear-drop models on aerodynamic performance. Model-A represents a tractor with a sharp-edged upper surface, while Model-B represents a tractor with a rounded upper surface. Aerodynamic drag coefficients are calculated for each variant using Ansys Fluent software. Wind tunnel geometry is constructed for the analysis models, with a Reynolds number of 0.51x10^6 calculated, and the same boundary conditions are applied in 22 different analysis studies. According to the analysis results, for Model-A, the Cd value is measured as 0.709 for Variant 1, and 0.380 for Variant 11, which exhibits the highest geometric modifications. Thus, the percentage change in drag coefficient is calculated as 46.40%. For Model-B, the Cd value is determined as 0.711 for Variant 1 and 0.351 for Variant 11, showing the highest geometric modifications. Hence, the percentage change in drag coefficient is calculated as 56.53%.