Uçak kanadı üzerinde kullanılan girdap üreteçlerinin aerodinamik karakteristikleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of vortex generators mounted on airfoil on aerodynamic characteristics
Yazar: MESUT ALGAN
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA SARIOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada uçak kanatlarında kullanılan geleneksel üçgensel tip girdap üreteçleri yerine aerodinamik olarak şekillendirilmiş girdap üreteçlerinin aerodinamik karakteristiklere etkilerini incelemek amaçlanmıştır. Bu sebeple ortaya sürülen yeni tip girdap üreteçlerini S1223 uçak kanadı profili ile aerodinamik olarak şekillendirilip, geleneksel olanlar ile kıyaslanmıştır.  Temel kanat modeli için NACA4415 kullanılmıştır ve girdap üreteçleri kanat üzerine yerleştirilerek deneyler gerçekleştirilmiş. Deneysel olarak, ses altı emmeli tip rüzgâr tünelinde yapılan çalışmalarda kuvvet ölçümü ve yüzey yağ akış görüntüleme yöntemi Reynolds sayısı (Re)=140000'de, duman tel görüntüleme yöntemi ise Re=50000'de gerçekleştirilmiştir. Geleneksel girdap üreteçleri 6 farklı konfigürasyonda test edilmiş ve en başarılı konum M5 olarak belirlenmiştir. M5 modeli, S1223 kanat modeli ile üretilen girdap üreteçlerine uygulanmış ve karşılaştırılmıştır.  Sonuçlara göre, uçak kanadı şekilli girdap üreteçleri (SM5) geleneksel olanlara göre (GM5) maksimum taşıma katsayısını (CLmax), x/c=0.2'de %5.44 artırmıştır. Ayrıca uçak kanadı şekilli girdap üreteçleri sürükleme katsayısında (CD) geleneksel olanlardan daha düşük sürükleme değerine sahip olmuştur. SM5'in genel aerodinamik karakteristiği gösteren L/D oranı GM5'ten x/c=0.1, 0.2 ve 0.3 konumlarında sırasıyla %94.56, %75.3 ve %114.35 oranında daha yüksektir.

Abstract:
In this study, it was aimed to examine the effects of aerodynamically shaped vortex generators on aerodynamic characteristics instead of the traditional triangular type of vortex generators used in aircraft airfoils. For this reason, the new type of vortex generators was aerodynamically shaped with the S1223 airfoil profile and compared with traditional ones. NACA4415 was used for the basic airfoil model and experiments were carried out by placing the vortex generators on the airfoil profile. Experimentally, force measurement and surface oil flow imaging methods were performed at Reynolds number (Re)=140000 and the smoke wire visualization method was performed at Re=50000 in subsonic suction type wind tunnel. Conventional vortex generators were tested in 6 different configurations and the most successful position was determined as M5. The M5 model was applied and compared to the vortex generators produced with the S1223 airfoil model. According to results, airfoil shaped vortex generators (SM5) increased the maximum lift coefficient (CLmax) by 5.44% at x/c=0.2 compared to conventional one (GM5). Additionally, airfoil shaped vortex generators have lower drag values by outperforming conventional ones in drag coefficient (CD). The L/D ratio of SM5, which shows the general aerodynamic characteristics, is higher than GM5 by 94.56%, 75.3% and 114.35% at x/c=0.1, 0.2, and 0.3 respectively.