Değişik araç modellerinin rüzgar direnç katsayılarının bir rüzgar tünelinde belirlenmesi
Determination drag coefficient of different vehicle models in a wind tunnel
Yazar: HAMİT SOLMAZ
Danışman: DOÇ. DR. YAKUP İÇİNGÜR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Aerodinamik = Aerodynamics ; Aerodinamik katsayılar = Aerodynamic coefficients ; Aerodinamik kuvvet = Aerodynamic force ; Otomotiv = Automotive

Özet:
Karayolu taşıtlarının aerodinamik karakteristiklerinin belirlenmesinde rüzgar tünellerinden faydalanılmaktadır. Rüzgar tüneli testleri tam ölçekli modeller kullanıldığında oldukça yüksek maliyetli ve zaman alıcı olmaktadır. Küçük modellerin kullanılmasında ise Reynolds sayısı eşliği problemleri ile karşılaşılmaktadır. Daha düşük ölçekli ve daha düşük hızlarda aerodinamik direncin belirlenmesi için Reynolds sayısı bağımsızlığından yararlanılabilir.Bu çalışmada Reynolds sayısı bağımsızlığından faydalanılarak düşük hızlı bir rüzgar tünelinde üç değişik otomobil modeli ile bir otobüs modelinin aerodinamik direnç katsayıları belirlenmeye çalışılmıştır. Test işlemlerinde maksimum hızı 28 m/s ve deney kesit odası 292x292 mm olan bir rüzgar tüneli kullanılmıştır. Otobüs modeli ayrıca ANSYS ile analiz edilmiş ve analiz sonuçları deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır.1/24 ölçeğindeki BMW X5 E53, Alfa Romeo 156 ve Wolksvagen New Beetle modelleri ile yapılan deneyler sonucunda aerodinamik direnç katsayıları sırasıyla % 14, % 12,5 ve % 7,8 hata oranları ile bulunmuştur. Otobüs modelinin aerodinamik direnç katsayısı ise deney sonuçlarına göre 0,65 ANSYS verilerine göre ise 0,66 olarak belirlenmiştir. BMW X5 E53 modeli ve otobüs modeli için Reynolds sayısı bağımsızlığı sağlanabilmişken diğer modeller için Reynolds sayısı bağımsızlığı elde edilememiştir.Sonuç olarak Reynolds sayısı bağımsızlığının küçük ölçekli ve düşük hızlı test işlemlerinde tüm modeller için uygulanamayacağı ancak akış ayrılmasının kendiliğinden gerçekleştiği küt ve köşeli modeller için uygun bir yöntem olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Wind tunnels are used to determine aerodynamic characteristics of road vehicles. Wind tunnel tests are costly and time consuming when full scaled models are used. However, when small models are used, Reynolds number equality problems occur. Reynolds number independence can be used to determine lower scaled aerodynamic resistance at lower speed.In this study, using Reynolds number independence, aerodynamic resistance coefficient of three different automobile models and a bus model are tested to determine in a low speed wind tunnel. A wind tunnel that has 28m/s maximum speed level and 292x292 mm test section is used in the tests. Bus model was also analyzed with ANSYS and analysis results have copared with experimental results.As a result of tests in which 1/24 scaled BMW X5 E53, Alfa Romeo 156 and Volkswagen New Beetle models are used, drag coefficient are found with this error rate % 14, % 12,5 and % 7,8 respectively. Drag coefficient of bus model has been found 0,65 according to experimental results and 0,66 according to ANSYS datas. Although Reynolds number independence is acquired for BMW X5 E3 model and bus model, it can not be acquired for the other models.Consequently, it is determined that, Reynolds number independence can not be applied for all models in small scaled and low speed tests, however, it is an appropriate method for thick and cornered models that flow seperation occur automatically.