İnsansız hava araçlarının hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile analizi
Computational fluid dynamics analysis of unmanned aerial vehicles
Yazar: BERKAY ÇETİN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ATMACA
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Uçak Mühendisliği = Aircraft Engineering
Dizin: Akış analizi = Flow analysis ; Sayısal akışkanlar dinamiği = Computational fluids dynamic ; Sayısal akışkanlar dinamiği = Computational fluids dynamic ; Sivil havacılık = Civil aviation ; Üç boyutlu akış = Three dimensional flow ; İnsansız hava aracı = Unmanned aerial vehicle

Özet:
Bilişim teknolojilerinin ilerlemesiyle insansız hava araçlarının kullanımı giderek artmaktadır. Geliştirilmiş aerodinamik olguların, robotik ve çeşitli sistemlerinin, bir arada kullanılmasıyla insansız hava araçları son zamanların akıllı makineleri haline gelmiştir. Hızlı kurulumları, yüksek manevra yetenekleri, birim maliyetleri ve insan güvenliği gibi nedenler, askeri ve sivil alanlarda bu araçların kullanımı yaygınlaşmıştır.
Akıllı sistemlerinden gelecek dünyasında insansız hava araçlarının kullanımı artacaktır. Otonom çalışan insansız hava araçları yaygınlaşmasıyla beraber bir takım güvenlik önlemlerinin de alınması gerekmektedir. Bu güvenlik önemlerinden birisi de insansız hava araçları için açık ya da kapalı alanlarda uçuşlara izin verilen hava koridorlarının oluşturulmasıdır. 
Bu çalışmamızda en çok tercih edilen insansız hava aracı modellerinden olan dört rotorlu kullanılmıştır. Hava koridorları içeresinde hareket eden araçların birbirleri üzerinde oluşturabileceği etkiler araştırılmıştır. 
Hava koridorlarında hareket eden araçların güvenilir bölgeleri için sayısal aerodinamik analizler yapılmıştır. Karşılaşma, yakınlaşma ve kolektif hareketlerindeki etkileşim mesafeleri araştırılıp, araçlar için güvenilir bölgeler tespit edilmiştir.
Bilgisayar ortamında üç boyutlu modeller oluşturulmuştur. Bu modellere farklı çözüm ağları oluşturularak, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) benzetimleri yapılmıştır. Betik ve kodlama yapılarak gerekli yerlerde kullanılmıştır. Benzetim sonuçları incelenerek modeller etrafındaki akış özellikleri sayısal olarak incelenmiştir.

Abstract:
With the advancement of information technologies, the use of unmanned aerial vehicles is gradually increasing. Unmanned aerial vehicles have become the intelligent machines recently, with use of improved aerodynamic aspects, robotics and various systems. Because of the reasons that rapid setups, high maneuvering capabilities, human safety and unit costs the use of these vehicles can be seen in military and civilian areas commonly.
In the future world of intelligent systems, the use of unmanned air vehicles will increase. Some security considerations need to be taken with the spread of autonomous unmanned air vehicles. One of these safety considerations is the creation of air corridors where unmanned air vehicles are allowed to operate in open or closed areas. 
In this study, Quadcopters which is one of the most preferred unmanned aerial vehicles were used. The effects of the vehicles moving in the air corridors, on each other, have been investigated.
Numerical aerodynamic analyses were performed for the reliable areas of vehicles moving in the air corridors. By investigating the range of interaction distances of the encounter events and close and collective operations, reliable zones for vehicles were identified.
Three dimensional models have been created in computer environment. For these models, computational Fluid dynamics (CFD) simulations were created by creating different meshes. Scripting and coding were used in the required places. By examining the simulation results, the flow characteristics around the models were examined numerically.