Experimental analysis of 3D sweeping wings
Üç boyutlu süpürme hareketi yapan kanatların deneysel analizi
- Tez No: 416696
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- 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: 130
Özet
Bu tezin amacı, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü tarafından daha önce üretilmiş olan ve böcek uçuşunu taklit edebilen mekanizmayı geliştirmek ve bu mekanizmaya sabitlenmiş olan 3 tip kanat üzerinde oluşan kuvvet ve momentlerin ölçümünü sağlamaktır. Çırpan kanat tasarımı gelişen bir araştırma konusu, diğer konulara nazaran yeni bir alan ve insansız hava araçlarının geleceği olabilecek bir çalışmadır. Bu tez kapsamında suda gerçekleştirilen deneylerden elde edilen ve zamana bağlı olarak değişen kuvvet ve moment dataları, değişik hücum ve sapma açılarında hangi profilin kullanılabileceği hakkında fikir sahibi olmak için kullanılabilir. Söz konusu mekanizmada, anlık olarak üç eksende çok küçük kuvvet ve momentleri bile ölçebilen bir sensor kullanılmıştır. Deneylere başlamadan önce çeşitli sinek kuşu türleri incelenmiş ve diğer iki kanatla aerodinamik özelliklerini karşılaştırmak üzere bir adet sinek kuşu kanat seçilmiştir. Ayrıca mekanizmayı daha da geliştirmek ve sinek kuşunun uçuşunu en iyi taklit edebilecek mekanizmayı bulmak amacıyla çeşitli deney düzenekleri incelenmiştir. Mekanizma ve sensor arasındaki yerleşimden kaynaklanabilecek sorunları en aza indirmek amacıyla bir bağlantı parçası tasarlanıp üretilmiştir. Ayrıca yunuslama açısı daha önceki deneylerde yaklaşık olarak ölçülebiliyorken üretilen bu bağlantı parçası sayesinde daha net bir şekilde ölçülebilmiştir. Bunlara ek olarak, bir dişlinin ortasına rulman eklenerek güç transferinin daha rahat yapılması sağlanmıştır.“Wing-Sim”adındaki programla motor sürücüleri ve kanatların kontrolü sağlanmıştır. Düz Plaka, Sinek Kuşu ve Zimmermann isimli kanatlar ile toplamda 21 deney yapılmıştır. Her bir deneyin periyodu 10 saniye olup ve her deneyde toplam 50 periyot vardır. Söz konusu kanatlar yaklaşık olarak aynı ölçülere sahiptir ve ölçüleri 26 cm açıklık, 7.9 cm veter ve 3 mm kalınlık şeklindedir. İlave olarak, akışkan dinamik kuvvetlerinin düşük seviyede olmasından kaynaklanan, deneysel belirsizliklerin analizleri yapılmıştır. 30º yunuslama açısından sonra sürükleme kuvvetinde açıkça bir artış görülürken, taşıma kuvvetinde bir artış gözlenmemiştir. En verimli kanat, yüksek L/D oranları sebebiyle Zimmermann isimli kanattır.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis is to modify the mechanism, which is capable of mimicking the insect flight and developed previously by the Aerospace Engineering Department, and to measure the forces and moments of three types of flapping wings fixed to this mechanism. The flapping wing design is a new research topic, comparably young area and can be the future for micro unmanned air vehicles. Time varying force and moment data obtained from the experiments conducted in water as part of this thesis can be used to determine which wing geometry can be chosen for different pitch and sweep angles. A sensor measuring even very small forces and moments simultaneously in 3 axis is employed in this mechanism. Before the experiments, various birds and mechanisms are investigated and a bird wing geometry has been chosen to compare its aerodynamic features with the other geometries. Furthermore, in order to improve the mechanism and to find out the best mechanism mimicking the hummingbird flight, various test setups was studied. A connector has been designed between the mechanism and the sensor in order to minimize errors. And also this connector let us measure the pitch angle precisely whereas the old mechanism was able to measure only an approximate pitch angle. Additionally a roller bearing has been located at the center of the gear in order to transfer the power efficiently. A program which is called as“Wing-Sim”is used to control motor drivers and wings. Totally, 21 cases have been performed with three type of wings whose names are Flat Plate, Hummingbird and Zimmermann. The period of each case is 10 seconds and every cases have 50 periods. The wings have approximately the same size with each other which are 26 cm span, 7.9 cm chord and 3 mm thickness. Moreover, experimental uncertainties associated with low level fluid dynamic force measurements are addressed in this study. A drastic increase in drag force is observed after 30º pitch angle while lift force is not changed. The most efficient wing is the Zimmermann with its high L/D ratios.
Benzer Tezler
- Origami tabanlı eklem tasarımı ve tasarımın nümerik ve deneysel analizi
Numerical and experimental analysis of A novel origami robotics based hinge design
BÜŞRA DALKILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU
- Finite element analysis-based pre-operative planning applications of tooth, tibia, and femur bones
Sonlu elemanlar analizi tabanlı diş, kaval ve uyluk kemiklerinin ameliyat öncesi planlama uygulamaları
SAMET ÇIKLAÇANDIR
Doktora
İngilizce
2023
Biyomühendislikİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiBiyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YALÇIN İŞLER
- Farklı hayvan gözleri, retina çubuklarında bulunan rodopsin yapılarının ve nano disk oluşumlarının x-ışını saçılma yöntemleri (SAXS/WAXS) ile incelenmesi
Structural investigation of rhodopsin molecules and nano disks located inside retina rods of different animal eyes by using x-ray scattering (SAXS/WAXS) methods
ILGHAR ORUJALIPOOR KALKHORAN
Doktora
Türkçe
2016
BiyofizikHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA İDE
- Experimental investigation of 3D flow field around a flapping wing making figure-of-eight motion in hover using PIV technique
PIV tekniği kullanarak havada asılı konumda sekiz şekli çizerek çırpan bir kanat etrafındaki 3 boyutlu akış alanının deneysel incelenmesi
İREM ERSÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN NAFİZ ALEMDAROĞLU
- Geotekstil donatılı kum zeminlerin taşıma gücünün deneysel olarak incelenmesi
Experimental analysis of bearing capacity of geotextile reinforced loose soils under square foundation
ÖMER ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN SUHA AKSOY