Numerical and experimental investigation of pitching/plunging airfoils in hover
Havada asılı konumda yunuslama/dalma hareketi yapan kanat kesitlerinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
- Tez No: 338257
- Danışmanlar: DOÇ. DR. D. FUNDA KURTULUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- 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: 153
Özet
Bu tezde, sinüs biçimli sade yunuslama, sade dalma ve kombine yunuslama-dalma türlerinde havada asılı kalma hareketi yapan dört kanat kesitine, yani SD7003, NACA0012, %10 kalınlıkta eliptik ve %10 kalınlıkta düz plakaya ait sayısal ve deneysel çalışmanın sonuçları sunulmaktadır. Farklı yunuslama ve dalma genliklerini içeren birçok durum incelenmiştir. Bu çalışma, mikro hava araçlarının (MHA) tasarımına uygulanması için hareket halindeki çırpan kanatların aerodinamiğinin ve girdap topolojisinin daha iyi anlaşılmasını, yunuslama ve dalma genliklerinin havada asılı kalma hareketinin farklı modları üzerindeki etkilerinin incelenmesini ve yeni kurulan deney düzeneğinin sayısal benzetimler ile doğrulanması için sayısal ve deneysel sonuçları anlık akış topolojileri aracılığıyla karşılaştırmayı amaçlamaktadır. Kanat kesitlerinin etrafındaki akış alanının sayısal modellemesi için daimi olmayan, sıkıştırılamaz Navier-Stokes denklemleri çözülürken akışın anlık hız alanı verileri ise Parçacık İmge Hızölçer (PİH) ölçümleri ile elde edilmiştir. Akışın anlık girdap yapısı açısından incelenen durumların sayısal ve deneysel sonuçları arasında bir uyuşma olduğu gözlemleniştir. İncelenen durumlar arasında, en düşük ortalama kaldırma kuvveti katsayısı sade dalma hareketi (xa=0.02 m) yapan %10 kalınlıkta düz plaka kanat kesitinden elde edilirken, en yükseği ise yunuslama-dalma hareketi (?a=30o, xa=0.01 m) yapan SD7003 kanat kesitinden elde edilmiştir. Bunun yanında, yunuslama-dalma hareketi (?a=30o, xa=0.02 m) yapan SD7003 kanat kesiti en düşük ortalama sürtünme kuvveti katsayısını verirken, yunuslama-dalma hareketi (?a=45o, xa=0.01 m) yapan %10 kalınlıkta eliptik kanat kesiti ise en yükseğini vermiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, results of the numerical and experimental study corresponding to four airfoils, namely SD7003, NACA0012, 10% thick elliptical, 10% thick flat plate, undergoing sinusoidal pure pitch, pure plunge and combined pitch-plunge types of hovering motion are presented. A number of cases are investigated consisting of different pitching and plunging amplitudes. The study aims to provide a better understanding of the aerodynamics phenomena and the vortex topology of flapping wings in motion for application to micro air vehicle (MAV) designs, to investigate the effect of pitching and plunging amplitudes on the different modes of hovering motion and to compare the numerical and experimental results for validation of the newly built experimental setup with the numerical simulations by means of the instantaneous flow topologies. The unsteady, incompressible Navier-Stokes equations are solved for the extensive numerical simulation of the flow field around the airfoils whereas the instantaneous velocity field data of the flow are acquired by the Particle Image Velocimetry (PIV) measurements. An agreement between the numerical and experimental results of the investigated test cases is observed in terms of the instantaneous vortex structure of the flow. Among the studied cases, the highest mean lift coefficient is obtained from pitching-plunging (?a=30o, xa=0.01 m) SD7003 airfoil while the lowest is obtained from purely plunging (xa=0.02 m) 10% thick flat plate airfoil. Moreover, pitching-plunging (?a=30o, xa=0.02 m) SD7003 airfoil gives the lowest mean drag coefficient whereas pitching-plunging (?a=45o, xa=0.01 m) 10% thick elliptical airfoil gives the highest.
Benzer Tezler
- Dikey dalan sıvı jeti için farklı jet çıkış geometrilerinin havalandırma miktarına etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Investigation of the different nozzle geometries for vertical plunging water jet air entrainment with numerical methods
BURAK ALP KARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
DR. ZAFER GEMİCİ
- Numerical investigation of characteristics of pitch and roll damping coefficients for missile models
Füze modelleri için yunuslama ve yuvarlanma momenti sönümlenme katsayıları karakteristiğinin sayısal olarak incelenmesi
İSKENDER KAYABAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
- Parametric investigation of brake squeal problem through numerical and experimental methods
Yüksek frekanslı fren gürültüsü probleminin sayısal ve deneysel yaklaşımlar kullanılarak parametrik olarak incelenmesi
SARP ÖZEKMEKÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN TAHA ŞEN
- Tandem halde bir kanat profilinin taşıma ve yunuslama karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of the lift and pitching moment characteristics of an airfoil in tandem arrangement
M. ADİL YÜKSELEN
- Serbest su yüzeyine yakın derinlikteki denizaltının manevra sorunlarının incelenmesi
Investigation of maneuver problems of submarines close to the free surface
KAĞAN YÜCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEVRİM BÜLENT DANIŞMAN