Ağır kamyon geometrisinin ve aksesuarlarının aerodinamik tasarım ve optimizasyonu
Aerodynamic design and optimization of an heavy truck geometry and it's accessories
Yazar: BUĞRA ŞELENBAŞ
Danışman: PROF. DR. HASAN GÜNEŞ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı-Akışkan Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Aerodinamik = Aerodynamics ; Aerodinamik denetim = Aerodynamic control ; Aerodinamik katsayılar = Aerodynamic coefficients ; Aerodinamik kuvvet = Aerodynamic force ; Aerodinamik tasarım = Aerodynamic design ; Aerodinamik yük = Aerodynamic load ; Aerodinamik özellikler = Aerodynamic properties

Özet:
Bu çalışmada, sıfırdan tasarlanan gerçek bir ağır kamyon geometrisinin ve aksesuarlarının kabin üzerindeki sürükleme kuvvetini azaltma amacıyla aerodinamik tasarım ve optimizasyonu yapılmıştır. Yapı aerodinamiğine benzer olarak ağır kamyon dış aeodinamik yapısında basınç kuvvetlerini azaltıcı yönde şekil optimizasyonları yapılmıştır. Kabin aksesuarları optimizasyon çalışmalarında ise özellikle yan deflektörler, aynalar ve güneşlik parçaları üzerinde çalışılmış ve sürükleme kuvvetini azaltıcı yönde optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Çalışmalar bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği paket programı ile yapılmış olup sayısal sonuçları doğrulamak amacıyla rüzgar tüneli testleri yapılmıştır. Testlerde 1/5 ölçekli kamyon modeli kullanılmış olup farklı tünel hızlarında sırasıyla aerodinamik kuvvet ölçümleri, basınç ölçümleri ve akış görüntüleme testleri (duman testi, iplikçik testi ve yağ testi) yapılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar ile CFD sonuçları karşılaştırılarak temel akım karakteristikleri (akım ayrılmaları, statik basınç ölçümleri, sürükleme katsayısı) incelenmiştir.Gerçek kamyon modeli ile yapılan CFD çalışmalarına ek olarak kabin aksesuarlarının ( yan deflektörler, aynalar vb.) optimizasyonu için bir jenerik kamyon modeli oluşturulmuş ve çok sayıda analiz yapılarak bu aksesuarların optimizasyonu yapılmıştır. Bununla beraber, ayna optimizasyonu için iki boyutlu kesit analizleri yapılmış ve optimum ayna kesitleri elde edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, a computational fluid dynamics (CFD) study was carried out in an effort to design and optimize the cabin geometry and its various parts for drag reduction that include the side deflectors, the mirrors and the sun visor. Like the aerodynamics of buildings, shape optimizations were done over the truck body in order to decrease pressure forces. For the validation of the computational results, an experimental investigation using a 1/5 scale truck model has been carried out in a wind tunnel. The aerodynamic force as well as the surface-pressure point measurements carried out at selected wind speeds. The flow visualizations using smoke and oil were also performed. With the experimental results, the basic characteristics of flow over the cabin geometry (including the flow separation locations) are compared with the CFD results.In addition to CFD simulations involving the actual (real) truck cabin geometry, for the optimization of the specific cabin accessories, (e.g., side deflectors and mirrors), a generic truck model is also used for CFD analyses. In addition to this, for mirror optimization, two dimensional simulations were done and optimum mirror geometry were obtained.