Unsteady aerodynamic calculations of flappping wing motion
Çırpan kanat hareketinin zamana bağlı aerodinamik hesaplamaları
- Tez No: 201796
- Danışmanlar: PROF. DR. NAFİZ ALEMDAROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Çırpan Kanat Hareketi, Zamana Bağlı Aerodinamik, CFD, Flapping Motion, Unsteady Aerodynamics, CFD
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Bu tez çırpan kanat hareketinin havada asılı kalma modunu inceleyerek gelecekteki mikro hava araçları uygulamalarına ısık olmayı amaçlamıstır. Bu çalısmada, düsük Reynolds sayısında kanat kesitinin sekli, kalınlığı, kambur dağılımı gibi geometric parametrelerin ve bunların yanında çırpan kanat hareketinin aerodinamik kuvvet katsayılarının ve girdap olusum mekanizmasının üzerindeki etkilerini arastırmak için detaylı bir sayısal inceleme gerçeklestirilmistir. Sayısal analiz aracı hareket eden ağ yapısı opsiyonunu kullanabilen bir DNS koddur. Laminar, Navier-Stokes hesaplamaları belirlenen kinematikler kullanılarak çırpan kanat hareketleri için 101- 103 Reynolds sayısı rejimi içinde gerçeklestirilmistir. Çırpan kanat hareketinin havada asılı kalma modunda akıs alanı kalınlıları vetere uzunluklarının (c=0.01m) %12, %9 and %1 olan eliptik profiler için arastırılmıstır ve vetere uzunlukları 0.01m olan NACA 0009, NACA 0012 and SD 7003 kanat kesitleri ile karsılastırılmıstır. Hesaplanan aerodinamik kuvvet katsayıları bu profillerin farklı dönme noktaları ve hücum açıları için karsılastırılmıstır. Aynı t/c oranı için NACA profilleri elipslerden biraz daha fazla kaldırma kuvveti katsayısına sahip olmuslardır. En öenmli sonuçlardan biri de bu Reynolds sayısı rejimi için aerodinamik kuvvet katsayıları düsünüldüğünde %9 ve %12 kalınlıktaki NACA ve eliptik profil kullanmanın fazla vii bir farkı olmadığıdır. Aynı zamanda iki farklı sinusoidal çırpan kanat hareketi incelenmistir. Literatürdeki deney sonuçlarından sağlanan kuvvet katsayıları ve girdap konturları ile bu çalısmadan elde edilen sonuçlar karsılastırılmıstır. Bu çalısmadan elde edilen sayısal sonuçların literaturdeki deneysel sonuçlar ile sağlanmıs olması bizi `bu çalısmadaki sayısal metod deneysel tekniklere güvenilir bir alternatif olabilir' sonucuna götürmüstür.
Özet (Çeviri)
The present thesis aims at shedding some light for future applications of ?AVs by investigating the hovering mode of flight by flapping motion. In this study, a detailed numerical investigation is performed to investigate the effect of some geometrical parameters, such as the airfoil profile shapes, thickness and camber distributions and as well as the flapping motion kinematics on the aerodynamic force coefficients and vortex formation mechanisms at low Reynolds number. The numerical analysis tool is a DNS code using the moving grid option. Laminar Navier-Stokes computations are done for flapping motion using the prescribed kinematics in the Reynolds number range of 101-103. The flow field for flapping hover flight is investigated for elliptic profiles having thicknesses of 12%, 9% and 1% of their chord lengths and compared with those of NACA 0009, NACA 0012 and SD 7003 airfoil profiles all having chord lengths of 0.01m for numerical computations. Computed aerodynamic force coefficients are compared for these profiles having different centers of rotation and angles of attack. NACA profiles have slightly higher lift coefficients than the ellipses of the same t/c ratio. And one of the most important conclusions is that the use of elliptic and NACA profiles with 9% and 12% thicknesses do not differ much as far as the aerodynamic force coefficients is concerned for this Re number regime. Also, v two different sinusoidal flapping motions are analyzed. Force coefficients and vorticity contours obtained from the experiments in the literature and present study are compared. The validation of the present computational results with the experimental results available in the literature encourages us to conclude that present numerical method can be a reliable alternative to experimental techniques.
Benzer Tezler
- Development of unsteady models for flapping wings' controller design approach
Çırpan kanat kontrol sistemi için geliştirilmiş zamana bağlı anatilik model tasarımları
FİLİZ ORMANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
YRD. DOÇ. DR. KUTLUK BİLGE ARIKAN
- Computational study of dynamic stall over pitching airfoils
Yunuslama yapan kanat kesitinde görülen dinamik tutunma kaybının hesaplamalı yöntemle incelenmesi
ERKAN EVCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FIRAT OĞUZ EDİS
- Response calculation of rotor blade with finite difference method
Rotor pali cevabının belirgin sonlu farklar yöntemi ile hesaplanması
E.ALPER BURAK KÜÇÜKKARAMIKLI
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. Y. KEMAL YILLIKÇI
- Eksenel fanlarda rotor-stator etkileşim yüzeyi modellerinin ve kanat profillerine kaydırma uygulamasının performansa etkileri
The influence of rotor-stator frame change models and applying sweep method to blade profiles on axial fan performance
ERİM TAYLAN ÇAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- ASCE 7-10, Eurocode 1-4 ve TS 498 yönetmelikleri kullanılarak yapılara etki eden rüzgar yüklerinin karşılaştırılması
A comparison of wind loads acting on structures by means of using ASCE 7-10, Eurocode 1-4 and TS 498
CEM ÖZLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAVİDAN YORGUN