Geri Dön

Design of a test setup for altitude simulation

İrtifa benzetimi için test düzeneği tasarımı

  1. Tez No: 595487
  2. Yazar: ATAMAN AYDOĞDU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ABDULLAH ULAŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 143

Özet

Füze sistemleri için irtifa benzetim testi, özellikle aerotermal yer testleri ve yüksek hızlı hava solumalı motorların serbest akış testlerinin gerçekleştirilmesi noktasında önemli bir kavramdır. Sesüstü hızlardaki füze sistemlerinin bu testleri için, test odasına konumlandırılmış test kalemi üzerindeki akışın Mach sayısını, toplam basıncını ve toplam sıcaklığını serbest akış lülesi yardımıyla modelleyecek yüksek irtifa test düzeneğine ihtiyaç duyulmaktadır. Serbest akış lülesinin çalışabilmesi için, test odası basıncının düşürülmesi gerekmektedir. Test odası basıncını düşürmek için kullanılan yöntemlerin en yaygın olanlarından biri Ejektör sistemidir. Bu tez kapsamında, Ejektör sisteminin performansı sayısal ve deneysel yöntemler kullanılarak serbest akış lülesi ve test odası ile birlikte incelenecektir. Öncelikle Ejektör sistemi ve test odası boyutlandırması birbirlerinden ayrı olarak 'Çözümleme ile Tasarım' yöntemi ile eniyileme algoritmaları ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) çözümlemeleri kullanılarak gerçekleştirilecek, boyutsuz ejektör ve test odası tasarımı yapılacaktır. Sayısal sonuçları doğrulamak adına 2, 2.5 ve 3 Mach lüleleri ile yüksek irtifa test düzeneğinin bütüncül analizleri gerçekleştirilecek, sonuçlar ejektör ve test odası sonuçları karşılaştırılacaktır. Ek olarak, sayısal çözümlemelerden elde edilen boyutsal veriler kullanılarak test düzeneği tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiş, sonrasında sayısal çözümlemeleri doğrulamak adına deneysel çalışma yürütülmüştür. Böylece ejektor difüzörünün boy-çap oranının, ejektör lüle çıkış düzleminin konumunun ve ejektör sürükleme oranının, test düzeneği boyunca basınç dağılımı ve serbest akış lülesi başlama koşulu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Test düzeneği tasarım koşulunda, vakum basıncı değeri analizde 26754 Pa hesaplanmış, testte 30794 Pa olarak ölçülmüş, test odası basıncı değeri analizde 7563 Pa hesaplanmış, testte 7437 Pa olarak ölçülmüştür. Bu sonuçlar, analizler ile deneysel verilerin uyumlu olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Altitude simulation testing is an important concept in missile systems, especially in terms of aerothermal ground testing and high speed air breathing engine free-jet testing. Those tests of the missile systems at supersonic speeds need High Altitude Test System (HATS) which simulates Mach number, total pressure and total temperature of the flow on the test article mounted in the test chamber by using free-jet nozzle. To start the free-jet nozzle operation which simulates high altitude conditions, test chamber pressure should be lowered. One of the mostly used methods to reduce the static pressure in the test chamber is ejector systems. In this thesis, performance of an ejector system is investigated together with the free jet nozzle and test chamber by using numerical and experimental methods. Primarily, ejector system and test section design are performed separately by 'Design by Analysis' method based on Computational Fluid Dynamics (CFD) analyses and optimization algorithms. Nondimensional ejector system and test section geometry are determined. Then, numerical results of ejector system and test section analyses are compared with the numerical results of combined HATS analysis model with 2, 2.5 and 3 Mach free-jet nozzles. Good aggrement between the results is indicated. After that, by using the nondimensional ejector system and test section geometry, experimental setup is designed, manufactured and established in TÜBİTAK-SAGE. Then, an experimental study is performed to assess the numerical solutions. The effect of the length to diameter ratio (L/D) of ejector diffuser, ejector nozzle exit plane (NXP) location and entrainment ratio (ER) on the pressure distribution along experimental setup and free-jet nozzle starting condition are investigated in detail. At design condition, vacuum pressure value is calculated as 26754 Pa in numerical solution and measured as 30794 Pa in experiment, test chamber pressure value is calculated as 7563 Pa in numerical solution and measured as 7437 Pa in experiment. Comparisons of numerical data with experimental data show a good fit in vacuum pressure and test chamber pressure (within 13% for vacuum pressure and 2% for test chamber pressure).

Benzer Tezler

  1. Rocket engine altitude test facility design and 1D altitude simulation of IoX/LH2 propellant rocket engine

    Roket irtifa test düzeneği tasarımı ve IoX/LH2 yakıtlı roket motorunun 1D irtifa simülasyonu

    İSMAİL ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FIRAT OĞUZ EDİS

  2. Quadrotor dinamik modelinin ve kontrolcüsünün freertos işletim sistemi ile Raspberry Pi üzerinde gerçeklenmesi

    Implementation of quadrotor dynamic model and controller with freertos operating system on Raspberry Pi

    ÖMER SERHAT BÜYÜKÇOLAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN YENİÇERİ

  3. Design and control of ground test set-up for attitude control of nano-sized satellite

    Nano ebatta uydunun yönelim kontrolü için yer test düzeneğinin tasarımı ve kontrolü

    ABDURRAHİM BİLAL ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İSMAİL BAYEZİT

  4. Tam zamanında üretim sistemi ve imalat kaynak planlaması (MRP II) sistemi ile ilişkileri

    Just-in-time productıon system and its relatıons with MRP II (Material Resource Plannıng)

    BAYBARS ELİÇİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1993

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. MEHMET TANYAŞ

  5. An autonomous heterogeneous multi-robot system design for early fire detection

    Erken orman yangını tespiti için otonom heterojen çoklu robot sistemi tasarımı

    ÖMER FARUK SERİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAbdullah Gül Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SAMET GÜLER