Scaling for icing wind tunnel tests and validation with numerical simulations
Buzlanma rüzgar tüneli testlerinde ölçeklendirme ve sayısal analizlerle doğrulanması
- Tez No: 595943
- Danışmanlar: PROF. DR. SERKAN ÖZGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- 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: 128
Özet
Buzlanma, uçuş sırasında hava araçlarının karşılaştığı en tehlikeli problemlerden biridir. Özellikle kontrol yüzeylerinde, kanatlarda ve uçuş veri sensörlerinde buz birikmesi hava araçlarının hem performansını hem de çalışma güvenliğini kötü yönde etkiler. Bu nedenle, buzlanma nedeniyle meydana gelen performans düşüşünü değerlendirmek, sistem geliştirmenin tasarım ve sertifikalandırma aşamalarında önem kazanmıştır. Buzlanma rüzgâr tüneli testi, buzlanma tahmini için, fizibilite, maliyet ve güvenlik açısından en uygun yöntemdir. Bununla birlikte, model tünel için çok büyük veya istenen test koşulları tünelin işletme kapasitesinin dışında olduğunda, ölçeklendirilmiş durum için referans durumla aynı buz şeklinin elde edildiği bir ölçeklendirme yöntemi kullanılması gerekir. Testlerin güvenilirliği ve geçerliliği için buzlanma rüzgâr tüneli testinden önce, ölçeklendirme metodu doğrulanmalıdır. Bu çalışmada, geometri, akış alanı, damlacık yörüngesi, toplam yakalanan su, enerji dengesi ve yüzey-su dinamiklerini benzeten bir ölçeklendirme yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntem hem model boyutu ölçeklendirme için hem de test koşullarını ölçeklendirmek için kullanılabilmektedir. Buzlanma analizleri, in-house buzlanma kodu AEROMSICE-2D ve ticari bir HAD aracı olan ANSYS® Fluent 18.0 ve buzlanma kodu FENSAP-ICE kullanılarak referans ve ölçeklendirilmiş koşullar için gerçekleştirilmiştir. Analizlerle elde edilen buz şekilleri literatürde mevcut deneysel veriler ve numerik analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Ölçeklendirme yöntemi, çeşitli buzlanma koşullarında geometri ölçeklendirmesi ve hız ölçeklendirmesi için test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Icing is one of the most dangerous hazards to be encountered by air vehicles in flight. Ice accretion, particularly on control surfaces, wings and flight data sensors usually degrades both performance and operational safety of air vehicles. Thus, it has become important in the design and certification phases of system development to evaluate performance degradation because of icing. Icing wind tunnel testing is the most convenient method considering feasibility, cost and safety. However, when full-size model is too large for a given facility or when the desired test conditions are out of the operating capability of the facility, a scaling method that produces scaled ice accretions over a wide range of test conditions and that can be applied to a variety of icing testing situations is needed. The scaling method shall be validated before the icing wind tunnel testing for reliability and validity of the tests. This work illustrates a scaling method for size scaling and test-condition scaling that is based on similitudes of geometry, flow field, droplet trajectory, water catch, energy balance and surface water dynamics. Icing analyses are performed for full-size and scaled conditions using an in-house icing code AEROMSICE-2D and a CFD tool ANSYS® Fluent 18.0 and in-flight icing code FENSAP-ICE. The ice accretions obtained by analyses are verified with experimental data available in the literature. Furthermore, the scaling method is tested for geometry scaling and velocity scaling at several icing conditions.
Benzer Tezler
- Uçak kanat aerodinamiğinin had yöntemi ile analizi ve doğrulama
Analysis and verification of aircraft wing aerodynamics with cfd
MEHMET DOĞUKAN KOCABAŞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAYRİ ACAR
- Effects of inflow boundary layer on the wake characteristics of a radially non-uniform porous disc
Radyal olarak değişken gözenekliliğe sahip bir gözenekli diske giriş akiş sinir tabakasinin etkileri
ANAS ABDULRAHİM
Doktora
İngilizce
2022
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ UZOL
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN
- Ice accretion simulation and scaling analysis for conceptual design of an icing wind tunnel
Buzlanma rüzgar tünelı̇nı̇n kavramsal tasarımı ı̇çı̇n buz oluşumu sı̇mülasyonu ve ölçeklendı̇rme analı̇zı̇
MEHMET HARUN ÖZKANAKTI
Doktora
İngilizce
2023
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN ÖZGEN
- Ülkemizde yüksek hızlı demiryolları için doğal afet riskleri ve önlemleri
Natural disaster risks and measures for high-speed railroads in our countries
HANDE EMANET
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
- Farklı yükseklikte ölçülen rüzgar hızı verilerine trendsizleştirilmiş salınım analizinin uygulanması
The detrended fluctuation analysis to wind speed data measured at different heights
ECE UMUT KAYAALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KASIM KOÇAK