Geri Dön

Experimental and numerical inestigation of an S-duct diffuser that is designed for a micro turbojet engine powered aircraft

Mikro turbojet motorlu bir uçak için tasarlanmış bir S-kanal difüzörün deneysel ve nümerik yöntemlerle incelenmesi

  1. Tez No: 463553
  2. Yazar: SAMET ASLAN
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 92

Özet

S-kanal difüzörleri, giriş havasını motor kompresörüne iletmede uçak itki sistemleri için sıklıkla kullanılır. Bu tezde, mikro turbojet motorlu bir uçak için tasarlanmış bir S-kanallı difüzörde ayrılmış giriş koşullarında akış yapısı, deneysel ve sayısal yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Aerodinamik arayüz düzlemindeki bozulma ve basınç kaybının kaynağını bulmak için akış ayrılması, ikincil akışlar ve girdap gibi akış özellikleri araştırılmıştır. Deneyler, TEI test tesisinde üç farklı kütle debisinde gerçekleştirilmiştir. Aerodinamik ara yüz düzleminde toplam basınç ve statik basınç ölçümleri alınmıştır. Ayrıca kanal üzerinden duvar statik basınçları ölçülmüştür. Sonuçlar kanal içinde akış doğrultusunda ayrılmanın meydana geldiğini göstermektedir. Akış yapısının sonucu olarak toplam basınç kaybı görülmüştür. Toplam basınç kaybı, artan kütle debisi ile artmaktadır. Ayrıca, çevresel bozulma da incelenmiştir. Simülasyonların doğrulanması için temsili seyir koşullarındaki kısa bir S-kanal difüzördeki akış yapısı sayısal olarak araştırılmıştır. Hesaplamalar literatürden elde edilen deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Sonuçların deneyle örtüştüğü tespit edilmiştir. Spalart-Almaras türbülans modeli, kütle akış hızı, Mach sayısı ve basınç geri kazanım değerlerini birlikte ele alındığında en uygun sonuçları vermiştir. TEIde yapılan deney simule edilmiş ve sonuçlar deney verileri ile karşılaştırılmıştır. RANS denklemleri Ansys Fluent 14 ticari CFD kodu ile çözülmüştür. Çeşitli türbülans modelleri kullanılmış ve verimlilikleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca, giriş sınır profilinin etkisi araştırılmıştır. S-kanal girişinde dudak ayrılması görülmüştür. Ayrıca, difüzörün dönüşleri boyunca akış doğrultusunda ayrılma bölgeleri yakalanmıştır. Dudak ayırmanın kanal içindeki duvar ayrılmalarının etkisini güçlendirdiği bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

S-duct diffusers are often used for aircraft propulsion systems that convey the intake air to the engine compressor. In this thesis, flow structure at separated entrance conditions in an S-duct diffuser that designed for a micro turbojet engine powered aircraft is investigated using experimental and numerical methods. Flow characteristics such as flow separation, secondary flows, and swirl are investigated to find out the source of distortions and pressure loss at aerodynamics interface plane. Experiments are performed at three different mass flow rates at TEI test facility. Measurements of total pressures and static pressures are obtained at the aerodynamic interface plane (AIP). Also, wall static pressures through the duct are measured. Results show that stream wise flow separation is occurred within the duct. Total pressure loss is seen as a result of the flow structure. Total pressure loss is seen to increase with increasing mass flow rate. Furthermore, circumferential distortion is also examined. Flow structure in a short S-duct diffuser at representative cruise conditions is numerically investigated for validation of simulations. Computations are compared with the experimental data obtained from literature. The results are found to compare well with experiment. Spalart-Almaras turbulence model gives the most suitable results considering mass flow rate, Mach number and pressure recovery values together. The experiment that performed at TEI is simulated and results are compared with the experimental data. RANS equations are solved with Ansys Fluent 14 commercial CFD code. Various turbulence models are used and their efficiencies are compared. Furthermore, effect of the inlet boundary profile is surveyed. Lip separation is seen at the entrance of the S-duct. Also, streamwise flow separation regions were caught through the bends of the diffuser. It is found that lip separation strengthen the effect of the wall separations inside the duct.

Benzer Tezler

  1. Experimental physical modeling of hydrodynamics of a fixed owc with development of analytical and numerical models

    Sabit salınımlı su sütunu dalga enerji dönüştürücü hidrodinamiğinin deneysel analitik ve nümerik olarak modellenmesi

    ANIL ÇELİK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK

  2. Bir ısıtıcı ve bir termal enerji deposu olarak beton kolonların termal ve mekanik performansının araştırılması

    Investigation of thermal and mechanical performance of the concrete columns as a thermal energy storage medi̇um and a heater

    EVRİM ÖZRAHAT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Makine MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN ÜNALAN

  3. Aeroacoustic investigations for a refrigerator air duct and flow systems

    Buzdolabı hava kanalı ve akış sistemlerinin aeroakustik incelemesi

    HAZAL BERFİN DEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BAYRAM ÇELİK

  4. Gözenekli ortamda darbeli hava akışı durumunda ısı geçişinin deneysel incelenmesi

    Experimental investigation of heat transfer in pulsating air flow with a porous medium

    ALİ MURAT BİNARK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR

  5. Havalandırma kanalı ve yolcu kabini içindeki hava ve termal dağılımın HAD kullanılarak araştırılması

    Investigation of air and thermal distrubition in ventilation duct and passanger cabin using CFD

    ZEKİ TUĞBERK KARASU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU