Kanat profili-silindir iz bölgesi etkileşimlerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of airfoil-cylinder wake interactions
Yazar: İLHAN YILDIRIM
Danışman: PROF.DR. MEHMET FEVZİ ÜNAL ; Y.DOÇ.DR. N. L. OKŞAN ÇETİNER YILDIRIM
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Uçak Mühendisliği = Aircraft Engineering
Dizin: Kanat profili = Airfoil ; Silindir = Cylinder

Özet:
Soğutma fanları, rüzgar türbinleri gibi bir çok yapılarda görülen akış yapısı temeldeönünde kanat profili ve arkasına yerleştirilmiş dairesel silindir çevresinde gelişmektedir.Bu tür yapılar arkasındaki akışın daha anlaşılır kılınabilmesi için basit bir yaklaşımolarak durum 2B olarak ele alınmıştır. Bu amaçla kamburluklu bir kanat profili NACA4412 arkasına yerleştirilmiş dairesel silindir arkasındaki zamana bağlı akış alanlarıSayısal Parçacık Görüntüleri ile Hız Ölçümü (PGHÖ) yöntemi kullanılarak ölçülmüştür.Temel deney değişkenleri olarak kanat profilinin hücum açısı, silindir ile kanat profiliarasındaki düşey ve yatay konumu incelenmiştir. Pratik uygulamalara benzerlikgöstermesi açısından c kanat profili veter uzunluğu olmak üzere silindir çapı D = 0.14colarak alınmıştır.Deneyler İTÜ Trisonik Araştırma Merkezi bünyesinde bulunan Eiffel tipi rüzgartünelinde silindir çapına göre hesaplanan Re=2900'de gerçekleştirilmiştir. Görüntüalmada kullanılan CCD kamerasının veri alma hızı silindirin girdap kopmafrekansından daha düşüktür. Bu nedenle incelenilen girdap etkileşimlerinin vegelişimlerinin temel özelliklerini ortaya koyabilmek için büyük miktarda görüntü almagereği doğmuştur. Elde edilen bu görüntüler arasından uygun olanları seçilerek değişikkonumlardaki anlık girdap yapılarının gelişimi incelenmiştir. Ayrıca ortalama değerlerve sapmalar da ele alınarak karşılaştırma yapılmıştır.Anahtar Kelimeler: Silindir, Kanat Profili, Parçacık Görüntüleme ile Hız Ölçümü

Abstract:
The noise production mechanism and flow induced vibrations of structures like fans,wind turbines etc. are mostly related to the wake interactions of airfoils withdownstream bluff bodies, i.e. circular cylinder shaped structures. As a basic approach tothe problem, time dependent velocity fields around a cambered airfoil NACA 4412 and acircular cylinder in its near wake have been obtained via Digital Particle ImageVelocimetry (DPIV). Basic parameters of the investigation are the angle of attack of theairfoil, the vertical and the horizontal distances between the airfoil and the cylinder. Inaccord with the practice, the cylinder diameter is D = 0.14c, where c is the chord lengthof the airfoil.The experiments have been performed in a wind tunnel at Re=2900 based on thecylinder diameter. The CCD camera?s speed is low with respect to the vortex sheddingfrequency of the cylinder in uniform flow of the same velocity. Therefore a large numberof PIV images are acquired to reveal the basic characteristics of the interaction andevolution of the vorticity patterns. Based on those PIV data, it is possible to determinethe interaction mechanisms of vortical structures around airfoil?cylinder configurationand eventually increase understanding of the possible noise production. Averaged valuesand deviations have been also considered for comparison purposes.Keywords: Cylinder, Airfoil, Particle Image Velocimetry