Hava araçları ve rüzgâr türbinlerinde kullanılan farklı kanat profillerinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical analysis of different blade profiles used in aircrafts and wind turbines
Yazar: MEHMET ALİ ÇİL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CEVAHİR TARHAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Sivil Havacılık = Civil Aviation
Dizin: Kanat profili = Airfoil ; Rüzgar türbinleri = Wind turbines ; Sayısal analiz = Numerical analysis ; Taşıma katsayısı = Transport coefficient

Özet:
Bu tez çalışmasında rüzgâr türbinleri ve hava araçlarında kullanılan farklı (SG6040, SD 5060, NREL's S824, GOE 795, FX 63-137, NACA6415, NACA6412, NACA4424, NACA4415, NACA24112, NACA2415, NACA0009, RG-12, NACA 8824, AH 80-140 ve AG37) kanat profillerinin aerodinamik performansları incelenmiş ve sayısal analizleri yapılmıştır. Bu inceleme ve analizler QBLADE yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Sayısal analizler 0°- 15° arası hücum açılarında ve 1x106, 2x105 ve 5x104 Reynolds sayılarında gerçekleştirilmiştir. Bu kanat profillerine ek olarak çalışmaya özgünlük katmak amacıyla daha önce üzerine detaylı bir çalışma yapılmayan dört farklı kanat profili belirlenip, bu (AH 82-150 A, LWK 80-150/K25, MRC-20 ve NACA 747A415) kanat profillerinin sayısal analizleri yapılmıştır. Bu tez çalışması beş bölümden oluşmaktadır. Tezin ilk bölümünde hava araçları ve rüzgar türbinlerinde kullanılan kanat profillerinin literatür araştırması verilmiştir. İkinci bölümde kanat profilleri, bu kanat profillerinin tasarım ve özelliklerine göre nasıl sınıflandırdığı açıklanmıştır. Üçüncü bölümde kanat profillerinin performansını değerlendirebilmek için gerekli olan matematiksel denklemlere yer verilmiştir. Dördüncü bölümde kanat profillerinin QBLADE yazılımında simülasyonu oluşturulup, sayısal analizleri yapılmış ve bu analizler ile literatürdeki mevcut bilgiler kıyaslanmıştır. Tezin son bölümünde ise sonuçlara ve önerilere yer verilmiştir. Değişen QBLADE yazılımı ile kanat profilleri üzerine yapılan nümerik analiz sonucunda elde edilen Cl/Cd oranı, Cl değeri ve Cd değeri literatürdeki çalışmalar ile benzer sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. Kanat profillerinin sayısal analizlerinin QBLADE yazılımı ile yapılmasının mümkün olduğu belirlenmiştir. Reynolds sayılarına göre 5x104 sayısı için NACA 24112, 2x105 sayısı için GOE 795 ve 1x106 sayısı için NACA 6412 rüzgar türbin kanatçığı olarak en iyi performans gösteren kanat profilleridir.

Abstract:
In this thesis, aerodynamic performances of different airfoils (SG6040, SD 5060, NREL's S824, GOE 795, FX 63-137, NACA6415, NACA6412, NACA4424, NACA4415, NACA24112, NACA2415, NACA0009, RG-12, NACA 8824, AH 80-140 and AG37) used in wind turbines and aircraft were examined and numerical analyzes of these airfoils were made. These examines and analyzes were performed using QBLADE software.Numerical analysis were carried out at 0°-15° angles of attack and Reynolds numbers of 1x106, 2x105 and 5x104. In addition to these airfoils, in order to add originality to the study, four different airfoils (AH 82-150 A, LWK 80-150/K25, MRC-20 and NACA 747A415), which have not which have not been analyzed in detail previously, have been determined and numerical analysis of these  airfoils have been made. This thesis comprise of five chapters. In the first chapter of study a literature review of airfoils used in aircraft and wind turbines is given. In the second section, airfoils and how these airfoils are classified according to their design and features are explained. In the third chapter, the mathematical equations necessary to calculate the performance of the airfoils have been examined. In the fourth section, simulation of  airfoils at the QBLADE software was created, numerical analyzes were made and these analyzes were compared with the existing information in literature. In the last chapter of study, results and suggestions have been expressed. It has been determined that the Cl/Cd ratio, lift coefficient and drag coefficient acquired consequently of numerical modeling of airfoils with QBLADE were coherent with resembling researches in previous studies. Therefore, it was determined that numerical analysis of the airfoils can be made by means of the QBLADE. According to Reynolds numbers, NACA 24112 for 5x104, GOE 795 for 2x105 and NACA 6412 for 1x106 NACA 6412 are the best performing airfoil as a wind turbine blade.