Düşük Reynolds sayılı akışlarda kanat profili üzerindeki akışa ses dalgalarının etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of effect of acoustic forcing to flow over an aerofoil at low Reynolds number flows
Yazar: HALİL HAKAN AÇIKEL
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA SERDAR GENÇ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Günümüzde insansz ve mikro hava araçlar ile rüzgar türbinlerindeki geli³melersonucunda dü³ük Reynolds (Re) sayl ak³lar ve bu ak³larda meydana gelentürbülansa geçi³ ve laminer ayrlma kabarc§ konular üzerine ara³trmalaryo§unla³m³tr. Bu tez çal³masnda, deneyler 0.5x105, 0.75x105, 1x105, 1.5x105ve 2x105 Reynolds saylarnda ve 0?-25? hücum açlarnda kuvvet ölçümü,kanat üzerinde basnç ölçümü, scak tel anemometresi, duman teli ve PIV ileak³ görüntüleme deneysel yöntemleri ile gerçekle³tirilmi³tir. Bu deneylerinsonucunda, dü³ük Re saylarnda NACA2415 kanat proli üzerinde laminer ayrlmakabarcklarnn olu³tu§u ve hücum açsnn art³yla ayrlma kabarc§nn hücumkenarna do§ru ilerledi§i görülmü³tür. Ayrlma kabarc§ 0.5x105 ve 0.75x105 gibidü³ük Re saylarnda tutunma kayb açsna yakn açlarda patlayarak uzun ayrlmakabarc§na dönü³tü§ü ve uzun ayrlma kabarc§ olu³umu ile de kanadn anidentutunma kaybna u§ramasna neden oldu§u görülmü³tür. Re saysnn artmasile de uzun ayrlma kabarc§ yerine daha ksa ayrlma kabarcklar olu³makta veböylece tutunma kayb olay yava³ yava³ meydana gelmekte ve yumu³ak tutunmakayb olu³maktadr. Ak³a paralel veya dik ses dalgalar gönderilerek olu³an bulaminer ayrlma kabarcklarnn küçüldü§ü ve ses dalgalarnn tutunma kaybngeciktirdi§i deneysel olarak kantlanm³tr. Ses dalgalar, tutunma kayb açsngeciktirerek tutunma kayb sonrasndaki ak³ tutturdu§u ve %50'ye kadar kaldrmakuvveti kazanc ile birlikte kaldrma/sürükleme (L/D) oranlarnda 3.5 kata kadarkazanç sa§lam³tr. Ak³n paralel ses dalgalar ile kontrolünde özellikle 0.5x105 ve0.75x105 Re saylarnda tutunma kayb açlar srasyla 12? ve 13?'den 16? ve 17?'ye geciktirilmi³ ve L/D orannda %35-%45 arasnda art³lar elde edilmi³tir. Bununviiyandan 1x105 ve 1.5x105 Re saylarnda ise tutunma kayb açlar 14?'den 17? 'ye geciktirilmi³ ve L/D orannda %50 art³ sa§lanm³tr. 2x105 Re saysnda ise sesdalgasnn ak³a etkisi olmam³tr.Ak³a dik ses dalgalar ile ak³ kontrolünde ise 0.5x105 ve 0.75x105 Re saylarndatutunma kayb açlar srasyla 12? ve 13?'den 18? ve 18? 'ye geciktirilmi³ ve tutunmakayb sonras açlarda L/D orannda 1.5 ve 2.5 kat art³ elde edilmi³tir. 1x105 ve1.5x105 Re saylarnda ise tutunma kayb açlar 14?'den 16? 'ye geciktirilmi³ ve L/Dorannda 3.5 kat art³ sa§lanm³tr. 2x105 Re saysnda ise ses dalgasnn ak³a etkisiolmam³tr. Dik ses dalgalar ile ak³ kontrolü kaldrma katsaysnda etkili bir art³ile de§il, tutunma kayb yapsnda de§i³iklik ile yani ani (abrupt) tutunma kaybndanyumu³ak (mild) tutunma kaybna dönü³me ³eklinde olmu³tur.Ayrca bu tez çal³mas sonucunda görülmü³tür ki, ses dalgalaryla ak³ kontrolüdü³ük Re sayl ak³larda aerodinamik performans arttrmaktadr ve de§i³enak³ ³artlarna göre parametreleri kolayca de§i³tirilebilen bir aktif ak³ kontrolyöntemidir.Anahtar Kelimeler: Dü³ük Re says aerodinami§i, türbülansa geçi³, laminerayrlma kabarc§, ak³ kontrolü, deneysel aerodinamik.

Abstract:
As a result of development on unmanned air vehicles, micro air vehicles andwind turbines, aerodynamics research in the last decades has been increasinglyconcentrated on low Reynolds number aerodynamics, transition and laminarseparation bubble. In this thesis, aerodynamic characteristics of NACA2415aerofoil and the eects of both parallel and perpendicular acoustic excitationson these characteristics were experimentally investigated in detail. Varioustype of experiments were carried out at Reynolds numbers of in the range of0.5x105