AGARD 445.6 kanadının açık kaynak kodlu yazılımlar kullanarak hesaplamalı aeroelastik analizi
Computational aeroelastic analysis of AGARD 445.6 wing using open-source software
Yazar: HARUN İNCİ
Danışman: DOÇ. DR. SEHER EKEN
Samsun Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Havacılık ve Uzay Mühendisliği = Aeronautical Engineering
Dizin: Akışkan-yapı etkileşimi = Fluid-structure interaction ; Açık kaynaklı yazılım = Open source software ; Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) = Computational fluid dynamics (HAD) ; Yapı dinamiği = Structural dynamics

Özet:
Hava aracının ses-altı rejimden ses-üstü rejime geçişi esnasında tecrübe edilen, uçuş hızının ses hızı civarında seyrettiği, 0.8-1.2 Mach arasına transonik rejim adı verilir. Bu rejimde uçağın kendisi ses hızından daha düşük hızda hareket ediyor olsa da, çevresinde dolaşan hava hızı bazı noktalarında ses hızını aşabilir. Yerel hava hızının ses hızına yakın veya daha yüksek olduğu bölgelerde, sıkıştırılabilirlik etkileri ortaya çıkar ve şok dalgası ile sınır tabaka etkileşimi sebebiyle şokun arkasında sınır tabakada bir ayrılma meydana gelir. Bu türden karmaşık akım olaylarının meydana geldiği transonik rejimde uçan hava araçlarının aeroelastik davranışlarını belirlemek için klasik çırpınma yöntemleri yeterli olmamaktadır. 
Son yıllarda, transonik uçakların çırpınma kararsızlıklar sınırlarının belirlenmesine yönelik çalışmalar yaygınlaşmış olmakla birlikte bu çalışmalardan ilki deneysel bir çalışma olan ve günümüzde hesaplamalı aeroelastik kodlarının doğrulaması için bir standart haline gelmiş AGARD 445.6 kanadıdır. Bu çalışmada, AGARD 445.6 kanadının tamamen açık kaynaklı yazılımlar kullanarak çırpınma kararsızlıklarının elde edilmesi ve sonuçların deneysel sonuçlarla karşılaştırılması amaçlanmıştır. Geometri ve çözüm ağı oluşturulması (GMSH), çözüm (SU2, Calculix) ve sonuçların görüntülenmesi (Paraview) aşamalarının her biri açık kaynaklı yazılımlar ile geçekleştirilmiştir. Akışkan için HAD yöntemleri, yapı için Hesaplamalı Yapısal Dinamik (HPY) yöntemlerini kullanan ayrık çözücülerin bağlaşımı açık kaynak kodlu bir kütüphane olan PreCICE yazılımı ile yapılmıştır. Hem akışkan hem de yapı çözümü için çok doğruluklu modeller oluşturularak, karşılıklı kıyaslamalar yapılmıştır.

Abstract:
The transonic regime between 08-1.2 Mach, where the flight speed is around the speed of sound, experienced during the transition of the aircraft from subsonic to supersonic regime is called transonic regime. Although the aircraft itself is traveling at less than the speed of sound in this regime, the airspeed circulating around it may exceed the speed of sound at some points. In regions where the local air velocity is close to or higher than the speed of sound, compressibility effects occur and a separation in the boundary layer occurs behind the shock due to the interaction of the shock wave and the boundary layer. Classical flutter methods are not sufficient to determine the aeroelastic behavior of aircraft flying in the transonic regime where such complex flow events occur.
In recent years, studies to determine flutter instabilities of transonic aircraft have become widespread, but the first of these studies is the AGARD 445.6 wing, which is an experimental study and has become a standard for the verification of computational aeroelastic codes today. In this study, it is aimed to obtain flutter instabilities of the AGARD 445.6 wing using fully open source software and to compare the results with the experimental results. Each of the stages of geometry and mesh creation (GMSH), solution (SU2, Calculix) and displaying the results (Paraview) were carried out with open source software. CFD methods for fluid and the coupling of discrete solvers using Computational Structural Dynamics (CSD) methods for structure are made with PreCICE software, which is an open source library. Mutual comparisons were made by creating highly accurate models for both fluid and structure solution.