Aerodinamik kontrol için yapay jet akışlı eyleyici tasarımı
Artificial jet flow actuator design for aerodynamic control
Yazar: AZİZ CEYHAN
Danışman: DOÇ. DR. TUĞRUL OKTAY
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında özellikleri verilen hava aracımızın kanadının üst bölgesinde farklı konumlarda sayısal olarak üfleme işlemi yapılarak aerodinamik parametrelerinin karşılaştırılması yapılmıştır. Akışın Reynolds sayısı hesaplanmış buna göre de literatürdeki ve ders notlarındaki çalışmalar incelenerek akış analizi için türbülans modeli olarak k-w ve SST tercih edilmiştir. Hava aracının düz uçuş hızı olarak 16.97 m/s belirlenmiştir. Ağ yapısı belirlendikten sonra analize başlamadan önce düz uçuş ortam şartlarının oluşturulabilmesi için akışkanın (havanın) 100 feet irtifadaki yoğunluğu, sıcaklığı ve basıncı belirlenerek programa girilmiştir. Analiz, düz uçuştaki ortam şartlarına göre 1.6 metre kanat açıklığına ve NACA 2415 profili kullanılarak oluşturulan dikdörtgen görünümlü kanada sahip hava aracı için bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği programı olan Fluent ile yürütülmüştür. Belirlenen düz uçuş şartları 16 m/s hız ile 100 metre irtifadaki ortam şartlarıdır. Analiz sonuçlarının doğruluğunun sağlanabilmesi için hava aracı uzunluğundan 20 kat daha büyük hesap bölgesi oluşturulmuştur. Sayısal simülasyon bu program yardımıyla yapılmıştır. Böylelikle hesap bölgesinden bağımsızlık sağlanmıştır. Yapılmış olan bu sayısal analiz çalışmasında kanat üzerinde oluşturulan basınçlı hava çıkışı yardımı ile özellikle toplam verimin en iyi olarak elde edildiği C1 konfigürasyonu için hem sürükleme katsayısında hem de taşıma katsayısında artış olduğu belirlenmiştir. C2 ile C3 konfigürasyonları hava aracının orijinal hali olan C ile karşılaştırıldığında toplam düz uçuş performansında iyileşme meydana geldiği görülmektedir. Aksine C2 ve C4 konfigürasyonlarında performans kaybı olduğu anlaşılmaktadır. En yüksek kayıp C2 de meydana gelirken en yüksek kazanç ise C1 de oluşmaktadır. C1 konfigürasyonu ile % 33' lere kadar performans artışı elde edilebilmektedir.

Abstract:
In this study, numerical blowing process was performed in different positions in the upper region of the aircraft which has the characteristics given in the study, and the aerodynamic parameters were compared. The Reynolds number of the stream was calculated and the work in the literature and the tutorials was examined and the k-w SST was chosen as the turbulence model for the flow analysis. The flight speed of the aircraft was set at 16.97 m/s. After the network structure has been determined, the program has been entered to determine the density, temperature and pressure of the fluid (air) at an altitude of 100 feet so that the flat flight conditions can be established before the analysis is started. The analysis was carried out with Fluent, a computational fluid dynamics program for an aircraft with a rectangular wing created using a NACA 2415 profile with a wing span of 1.6 meters based on flat-end ambient conditions. The specified flat flight conditions are the ambient conditions of 100 m altitude at a speed of 16 m/s. In order to ensure the accuracy of the analysis results, an account area 20 times larger than the length of the aircraft was created as in Fig. 4.2. Numerical simulation is done with this program. Thus, the independence of the account area is ensured. In this numerical analysis study, it is determined that both the drag coefficient and the lift coefficient are increased for the C1 configuration, in which the total efficiency is obtained as the best, especially with the help of the compressed air outlet formed on the wing. Comparing C1 and C3 configurations to C, which is the original form of the aircraft, it seems that the improvement in the total flat performance is the result. On the contrary, it is understood that performance in C2 and C4 configurations is lost. The highest loss occurs in C2, while the highest gain occurs in C1. With C1 configuration, up to 33% performance improvement can be achieved.