Control of flow structure on 70° swept delta wing with along-the-core blowing using numerical modeling
70° süpürme açısına sahip delta kanat üzerindeki akış yapısının girdap merkezi boyunca üfleme ile kontrolünün numerik çözümü
- Tez No: 441961
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Basitleştirilmiş platformlarla temsil edilebilen insansız savaş araçları ve insansız hava araçlarına (delta kanatlar da dahil olmak üzere) son yıllarda artan bir ilgi vardır. Delta kanadın rüzgar alan tarafından sınır tabakasının ayrılması neticesinde, delta kanadın üst yüzeyinde tersine dönen iki girdap oluşumu tecrübe edilmektedir. Yeterli yükseklikteki hücum açısında, söz konusu girdaplar ani genişlemeye maruz kalmakta (bu durum, girdap çökmesi/girdap patlaması olarak da isimlendirilmekte) ve kanadın aerodinamik performansına zarar vermektedir. Mevcut çalışma, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ile 70° süpürme açısına sahip delta kanat üzerindeki girdaplı yapıların modellenmesini ve girdap merkezi boyunca üfleme akış kontrolüyle, öncelikli olarak girdapların çökme yerlerinin ertelenmesini incelemektedir. Mevcut çalışmada ticari yazılım kullanılarak; girdaplı yapıların oluşması ve çökmesini isabetli olarak tahmin edebilmek amacıyla farklı türbülans modelleriyle birlikte çeşitli düzeltmeler incelenmiştir. İlk olarak sayısal ağdan bağımsızlık çalışması başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiş ve önceki deneysel veriler kullanılarak, HAD modellerinin doğrulaması yapılmıştır.“k-ω SST - curvature correction”türbülans modeli, sonuçların hassasiyeti göz önüne alındığında en iyi numerik yaklaşım seçilmiştir. Buna ek olarak, girdap merkezi boyunca üfleme kontrol yöntemi girdap çökme konumunun ertelenmesi amacıyla uygulanmıştır. Momentum katsayısının ve yunuslama açısının girdap çökme konumuna etkisi ayrıntılı şekilde incelenmiştir. 7.5° ile 60° arasındaki yunuslama açısı incelenmiştir ve sonuçlar; yunuslama açısının 7.5°'den 30°'ye kadar olduğu aralıkta maksimum girdap çökme konumu ertelemesinin gerçekleştiğini göstermiştir. Yunuslama açısındaki ilave artış girdap merkezi boyunca üflemenin akış yapısındaki etkisini azaltmakta ve girdap çökme konumunun daha az ertelenmesine yol açmaktadır. 0.008'den 0.048'e kadar tanımlanan momentum katsayı aralığında; momentum katsayısının artmasıyla, girdap çökmesinin ertelenmesinin neredeyse doğrusal olarak artmakta olduğunu sonuçlar göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In recent years, interest has increased in Unmanned Combat Air Vehicles (UCAVs) and Unmanned Air Vehicles (UAVs), which can be represented by simplified planforms including delta wings. Delta wings experience the formation of two counter-rotating vortices on the leeward side of the planform due to the shear layer separated from the windward side. At sufficiently high angle of attack, these vortices undergo sudden expansion, called vortex breakdown/burst, which is quite detrimental considering the aerodynamic performance of the wing. The present study investigates the Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations of these vortical structures and the associated flow control with along-the-core blowing around 70° swept delta wing to primarily delay breakdown/burst location of these vortical structures. In the present study, different turbulence models with varied corrections are investigated using the commercially available software in order to predict the formation and breakdown of vortical structures accurately. Firstly, a mesh independency study is successfully achieved, and then detailed validation of the CFD models is carried out using previously conducted experimental studies. k-ω SST with curvature correction turbulence model is selected as the best numerical approach considering the accuracy of the results. In addition, along-the-core blowing control technique is applied to delay the vortex breakdown location. The effects of momentum coefficient and pitch angle on vortex breakdown location are investigated in detail. Pitch angles ranging from 7.5° to 60° are examined, and the results indicate that maximum vortex breakdown delay is achieved at pitch angles from 7.5° to 30°. Further increase in pitch angle decreases the effect of core blowing on flow structure and leads to less delay in vortex breakdown location. The results also indicate that as momentum coefficient increases, vortex breakdown delay increases almost linearly with the defined momentum coefficient interval ranging from 0.008 to 0.048.
Benzer Tezler
- Termo plastik doğalgaz borularının elektrofüzyon kaynağı ve kaynak parametrelerinin kaliteye etkisi
Başlık çevirisi yok
CEVAT ÖZARPA
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT VURAL
- Tokat-Zile Alsancak baraj yeri ve göl alanının mühendislik jeolojisi
Başlık çevirisi yok
FİKRET TARHAN
Doktora
Türkçe
1976
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL ERGUVANLI
- Control of flow structure on low swept delta wing with steady leading edge blowing
Düşük süpürme açılı delta kanat üzerindekı akış yapısının hücum kenarından sabit üfleme ile kontrolü
MOHAMMADREZA ZHARFA
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ
- Control of flow structure on VFE-2 delta wing with passive bleeding using CFD
VFE-2 delta kanadı üzerinde had kullanarak pasif akıtma ile akış yapısı kontrolü
SERDAR EMİN SAYILIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ