Aero-structural analysis of the morphing trailing edge control surface of a fully morphing unmanned aerial vehicle wing
Büyük oranda şekil değiştirebilen bir insansız hava aracı kanadının hibrit firar kenarı kontrol yüzeyinin vakum ve aerodinamik yükler altında yapısal analizi
- Tez No: 463632
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. MELİN ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- 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: 221
Özet
Bu çalışmada, büyük oranda şekil değiştirebilen bir insansız hava aracı kanadının hibrit firar kenarı kontrol yüzeyinin vakum ve aerodinamik yükler altında yapısal analizi incelenmiştir. Tasarlanmış kontrol yüzeyi Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak ANSYS Workbench v14.0 programının Static Structural modülü ile yapısal olarak incelenmiştir. Minimum ağırlık ve yapısal uygunluk açısından optimum tasarımın bulunması için Açık Hücre, Kapalı Hücre tasarımları bazı malzeme ve kalınlık değişiklikleri ile incelenmiştir. Analizler hem vakum ortamında hem de aerodinamik yükler altında gerçekleştirilmiştir. İlk olarak analizler vakum ortamında yapılmıştır ve Kapalı Hücre – Neopren kauçuk tasarımının gerilmeler, yükler ve şekil değiştirme özellikleri açısından en iyi tasarım olduğu görülmüştür. Bu nedenle, Kapalı Hücre – Neopren kauçuk tasarımı aerodinamik yükler altında tekrar analiz edilmiştir. Kanat üzerindeki aerodinamik basınç dağılımı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği analizleri ile elde edilmiştir. Aerodinamik çözüm ağı için Pointwise v17.2R2, çözücü için ise Stanford University Unstructured v3.2.03 yazılımı kullanılmıştır. Kontrol yüzeyindeki aerodinamik yük, Tecplot 360 2013R1 paket programı kullanılarak interpolasyon yöntemi ile elde edilmiştir. Analiz sonuçları, tasarlanan kontrol yüzeyinin tüm şekil değiştirme koşullarını yerine getirebildiğini göstermektedir fakat 3g ve 4g aerodinamik yükler Neopren kauçuk malzemesinde yumrulara neden olmuştur. Ağırlık göz önüne alındığında 1.0 [mm] kompozit kalınlığındaki Kapalı Hücre – Neopren kauçuk tasarımı en iyi tasarım olarak seçilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the aero-structural analysis of the morphing trailing edge control surface of a fully morphing unmanned aerial vehicle wing for some camber morphing missions. Designed control surface was structurally analyzed with Finite Element Method using ANSYS Workbench v14.0 Static Structural module. Open Cell, Closed Cell designs with some material and thickness changes were studied in order to find the optimum design in terms of minimum weight and structural relevance. Analyses were both performed in-vacuo and under aerodynamic loads. Initially in-vacuo analyses were performed and it was seen that Closed Cell-Neoprene rubber is the best design in terms of stresses, loads and morphing capabilities. Therefore, for Closed Cell-Neoprene rubber design analyses were performed under aerodynamic loads. Aerodynamic pressure distribution over the wing is obtained by Computational Fluid Dynamics analyses. Pointwise v17.2R2 was used to generate aerodynamic mesh and Stanford University Unstructured v3.2.03 was used as a solver. Aerodynamic load on the control surface was obtained by the interpolation method using the Tecplot 360 2013R1 package programme. Results of the analyses showed that designed control surface is capable of performing all the morphing conditions. However 3g and 4g aerodynamic load created bump at the compliant part which is not desired. Considering the weight of control surface Closed Cell – Neoprene rubber design with 1.0 [mm] composite thickness was selected as the best design.
Benzer Tezler
- Jig shape optimization for desired shape of a high-altitudelong-endurance class unmanned aerial vehicle underaeroelastic effects
Hale sınıfı bir ınsansız hava aracının aeroelastik etkileraltında hedeflenen şekle ulaşmak için jig şeklioptimizasyonu
AKIN ATEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Aero-structural design and analysis of an unmanned aerial vehicle and its mission adaptive wing
Bir insansız hava aracının ve göreve uyumlu kanadının aerodinamik ve yapısal tasarım ve analizi
ERDOĞAN TOLGA İNSUYU
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN
- Aero-structural design and analysis of a joined-wing kit
Birleşik kanat kitinin aerodinamik-yapısal tasarım ve analizi
BERKAN ALANBAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN
- Structural and aeroelastic flutter analysis of wing store systems and structural modification approach in aeroelasticity
Kanat yük sistemlerinin yapısal ve aeroelastik çırpıntı analizi ve aeroelastisitede yapısal değişiklik yaklaşımı
AYTAÇ AKPINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ORKUN ÖZŞAHİN
- Determination of loads on a flexible wing of a fighter jet via surrogate models
Bir savaş uçağinin esnek kanadi üzerindeki yüklerin vekil modeller kullanilarak belirlenmesi
ÖZGÜR ZAFER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN