SUV model bir motorlu taşıtın aerodinamik performansının sayısal incelenmesi ve optimizasyonu
Numerical investigation and optimization of aerodynamic performance of an SUV model motor vehicle
Yazar: CÜNEYT KALAYCI
Danışman: PROF. DR. ŞEHMUS ALTUN
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: ANSYS = ANSYS ; Aerodinamik = Aerodynamics ; Aerodinamik tasarım = Aerodynamic design ; Sürükleme katsayısı = Drag coefficient

Özet:
Hareket halindeki motorlu taşıtların etrafında havanın sürekli olarak yer değiştirmesiyle taşıtın tasarım, performans ve yakıt ekonomisi üzerinde önemli bir etkiye sahip olan aerodinamik direnç kuvvetleri oluşmaktadır. Taşıtın hızı arttıkça aerodinamik kuvvetlerin etkinliği de artmaktadır. Bu nedenle özellikle otomobiller gibi binek tip motorlu taşıtların dış tasarımlarının optimize edilmesi performans, güvenlik ve yakıt ekonomisi açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, J segmenti ve Premium SUV kategorisinde yer alan binek tipi bir motorlu taşıt modelinin aerodinamik performansı sayısal olarak ANSYS Fluent kullanarak incelenmiştir. Taşıtın orijinal boyutları referans alınarak taşıtın 1:1 ölçekte ve tek boyutta modeli SolidWorks'te çizilmiştir. Taşıt modeli üzerinde keskin hatların yuvarlatılması, ön cam açısı ile tavan çizgisi eğiminin azaltılmasının sürükleme (C_D) ve kaldırma (C_L) katsayısı değerleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Analiz sonuçlarına göre yapılan değişikler sonucunda modelin 0,255 olan C_D katsayısı %20 oranında (0,204) düşürülmüştür. Bununla beraber -0,218 olan C_L katsayısı -0,337'ye kadar düşürülmüştür. Taşıt yüzeyine etkiyen 559,2 Pa maksimum basınç değeri %4,05 oranında düşürülerek 536,5 Pa'a indirilmiştir. Yapılan geometrik revizeler neticesinde akım çizgilerinde daha stabil bir profil elde edilmiş ve hız vektörlerinin taşıt yüzeyinde hız kaybına uğradığı bölgeler azaltılmıştır. Böylece modelin aerodinamik etkinliği arttırılmıştır.

Abstract:
With the continuous displacement of air around moving motor vehicles, aerodynamic resistance forces are formed, which have a significant impact on the vehicle's design, performance and fuel economy. As the speed of the vehicle increases, the impact of the aerodynamic forces also increases. For this reason, optimizing the exterior designs of passenger-type motor vehicles, especially automobiles, is of great importance in terms of performance, safety and fuel economy. In this study, the aerodynamic performance of a passenger type motor vehicle model in the category of J segment and Premium SUV was numerically investigated using ANSYS Fluent software. A 1:1 scale and one-dimensional model of the vehicle was drawn in SolidWorks, with reference to the original dimensions of the vehicle. The effects of rounding sharp lines on the vehicle model, reducing the windshield angle and roofline slope on the drag (CD) and lift (CL) coefficients were investigated. As a result of the changes made according to the analysis results, the CD coefficient of the model, which was 0.255, was reduced by 20% (0.204). However, the CL coefficient, which was -0.218, was reduced to -0.337. The maximum pressure value of 559.2 Pa acting on the vehicle surface was reduced by 4.05% to 536.5 Pa. As a result of the geometric revisions, a more stable profile was obtained in the streamlines and the areas where the speed vectors lost speed on the vehicle surface were reduced. Thus, the aerodynamic efficiency of the model is increased.