Analysis of hypersonic flow using three dimensional Navier-Stokes equations
Navier-Stokes denklemleri kullanılarak üç boyutlu hipersonik akış analizinin yapılması
- Tez No: 441939
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SİNAN EYİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hipersonik akı¸s, ta¸sınımla ısı transferi, türbülans modellemesi, hesaplamalı akı¸skanlar dinami˘gi, reentry araçları, navier-stokes denklemleri, newton yöntemi viii, Hypersonic flow, turbulence modeling, computational fluid dynamics, reentry vehicles, navier-stokes equations
- Yıl: 2016
- 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: 76
Özet
Hipersonik akış popüler bir konudur ve hipersonik akış deneylerinin maliyeti fazla oldu ğundan Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) kullanmak bir gerekliliktir. Hipersonik akış yüksek Mach sayılarında görülür ve yüksek sıcaklık, düşük yoğunluk, güçlü şoklar gibi olağan dışı durumlar bu akış türünde görülebilir. Atmosferik geçiş yapan araçlar görevlerini hipersonik akış koşullarında gerçekleştirirler ve araç burun yüzeyi üzerindeki sınır tabakada viskoz yayılıma bağlı olarak çok yüksek sıcaklıklar görülebilir. Ayrıca türbülans modeli uygulaması aerodinamik kuvvetler üzerinde etkili olduğundan gereklidir. Çalışmamızın amacı, hipersonik akışlar için kullanılabilecek isabetli ve etkin bir HAD kodu geliştirmektir. Akış analizi üç boyutlu Navier-Stokes denklemlerine dayanmaktadır. Bu denklemler basit Euler entegrasyonuyla çözülmektedir ve Jacobian matrislerini hesaplamak için analitik metot kullanılmaktadır. Hesaplama süreci için farklı ileri yönlü akı ayrıştırma yöntemleri kullanılmaktadır. Çözümlerin ağ çözünürlüğüne bağlılı ğını ortadan kaldırmak için ağ iyileştirme çalışması yapılmaktadır. Model olarak alınan AS-202 Apollo ve ARD atmosferik geçiş araçları üzerinde akış parametreleri analiz edilecektir. Ayrıca cebirsel Baldwin-Lomax türbülans modeli kullanılarak hipersonik akışta türbülanslı akış analizi yapılacak ve laminar akışla arasındaki farklar gözlemlenecektir.
Özet (Çeviri)
Hypersonic flow is a popular topic and using CFD is a necessity in hypersonic flow problems because hypersonic experiments cost too much. Hypersonic flow occurs at high Mach numbers, and extreme conditions such as high temperatures, low densities, strong shocks can be seen at this type of flow. Atmospheric reentry vehicles do their tasks at hypersonic flow conditions and very high temperatures can be seen within hypersonic boundary layer on nose surface of the vehicles due to the viscous dissipation. Also, implementing turbulence model is essential since it is effective on aerodynamic forces. The purpose of this study is to develop an accurate and efficient CFD solver that can be used in hypersonic flows. The flow analysis is based on three dimensional Navier-Stokes equations. These equations are solved by simple Euler integration. The analytical method is used to calculate the Jacobian matrix. Different upwind flux splitting schemes are used for the computational process. Grid refinement study is done to remove the dependency of the solutions on resolution of grids. Flow parameters are analyzed on Apollo AS-202 Command Module and Atmospheric Reentry Demonstrator (ARD). Also, algebraic Baldwin-Lomax turbulence model is used to analyze hypersonic turbulent flow and difference between results of laminar and turbulent flows are observed.
Benzer Tezler
- Computational aerodynamic analysis of flow around Apollo reentry capsule with anisotropic mesh adaptation
Anisotropik mesh adaptasyonu ile Apollo yeniden giriş kapsül çevresindeki akışın hesaplamalı aerodinamik analizi
BADAMASI BABAJI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞAHİN
- Computational analysis of external store carriage in transonic speed regime
Harici yük taşımanın transonik sürat bölgesinde hesaplamalı analizi
İ. CENKER ASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN MISIRLIOĞLU
PROF. DR. OKTAY BAYSAL
- Radyal pompa çarkları içerisindeki üç boyutlu sürtmeli ve sürtmesiz akışın sayısal analizi
Full 3D viscous and inviscid analysis of flow in radial pump impelleri
AŞKIN KARAKAS
- Aeroacoustic investigation of unsteady transonic cavity flow via open CFD source codes
Açık kaynak CFD kodu ile zamana bağlı transonik kavitenin aeroakustik analizi
ALİ CAN FADIL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHA ZAFER
