Aerodynamic analysis and optimization of airfoilof an unmanned aerial vehicle using CFD
İnsansız hava taşıtı kanadının CFD kullanarakoptimizasyonu ve aerodinamik analizi
- Tez No: 597043
- Danışmanlar: PROF. DR. EROL ARCAKLIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Kanat, uçak tasarımının performansını ve verimliliğini doğrudan ve önemli ölçüde etkileyen temel bir parçasıdır; bu nedenle tasarım sürecinin uçak kanadı seçimi kısmı, tüm uçak tasarım sürecinin başarısını etkileyen önemli bir adımdır. Bu tez çalışmasında, küçük insansız hava aracının kanat seçimi yapılmıştır. İnsansız hava taşıtlarının popülaritesi ve uygunluğuna dayalı belirlenen yedi farklı kanatçık SA7035, SA7038, SD7090, MH45, MH114, MH32 ve MH60'tan optimum kanat profilini belirlemek üzere iki boyutlu hesaplama simülasyonu yapılmıştır. Simülasyonlar, sonlu hacimler yöntemi kullanılarak ANSYS Fluent'te düşük akson Reynolds akışında Re= 2.4 ∙ 105düşük ses altı akış hızında gerçekleştirilmiştir. Geçiş (γ-Reθ) SST modeli türbülans modeli olarak kullanılmıştır. XFOIL kullanılarak Fluent sonuçlarını doğrulamak için bir karşılaştırma da yapılmıştır. Kaldırma/sürükleme oranı, kaldırma katsayısı, düşük durma hızı ve bazı durma özellikleri, tasarım gereksinimlerini karşılayan uygun bir kanat profili seçmek için kullanılan kriterler olarak belirlenmiştir. Kaldırma katsayısı, sürtünme katsayısı ve kaldırma sürtünme oranının aerodinamik özellikleri, hücum açısı aralığında -3 ile 15 derece arasındaki yedi farklı kanat profili için karşılaştırılmıştır. Seçim yaklaşımının kriterlerini yerine getirmiş ve tasarım şartnamelerinde en iyi performansı göstermiş olan MH114 kanat profili bu tasarımın kanat profili olarak seçilmiştir. Ayrıca, seçilen kanatçık MH114'ün akış fiziği detaylı olarak incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Airfoil is a substantial part of an aircraft affecting directly and significantly on the performance and efficiency of the design for that reason the airfoil selection part of the design process is an essential step affects the success of the whole aircraft design process. In this thesis, a selection process study of an airfoil of a small unmanned aerial vehicle has been carried out. A two-dimensional computational simulation has been carried out in order to determine the optimal airfoil profile from seven different airfoils HS520, MH114, MH45, MH60, SA7035, SA7038, and SD7090 which have been chosen upon their popularity and suitability for unmanned aerial vehicles. The simulations were performed at chord Reynolds number Re= 2.4 · 105 low subsonic flow speed in ANSYS Fluent using the finite volume approach. Transition Shear Stress Transport (γ-Reθ) SST is used as a turbulence model. Another study also has been performed using XFOIL to compare and verify the results of the Fluent study. The lift coefficient, the low stalling speed, the lift to drag ratio, and some stall characteristics have been set to be the criteria which have been used to select an appropriate wing airfoil which satisfies the design requirements. The aerodynamic characteristics of lift coefficient, drag coefficient, and lift to drag ratio were compared for seven different airfoils through the range of angle of attack between -3 and 15 degrees. MH114 airfoil section fulfilled the criteria of the selection approach and showed the overall best performance at the specifications of the design thus, it has been selected for the wing airfoil section. Moreover, the flow physics of the chosen airfoil MH114 have been examined in detail.
Benzer Tezler
- Aerodynamic and structural optimization a male class unmanned aerial vehicle wing with genetic algorithm
Bir male sınıfı insansız hava aracı kanadının genetik algoritma ile aerodinamik ve yapısal optimizasyonu
KAĞAN ÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ
- Design and analysis of concept unmanned aerial vehicle
Konsept insansız hava aracı tasarımı ve analizi
RESUL DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Uçak MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET HANİFİ DOĞRU
- Dört kanatlı mikro hava aracı tasarımı ve kontrolü
Design and control of micro aerial vehicle with four flapping wings
ABDURRAHMAN İŞBİTİRİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Kanat performansını arttırmak için Winglet tasarımı ve bir uygulaması
Winglet design and an application to increase wing performance
AKİF GİRAY ALACACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAYRİ ACAR
- A new nonlinear lifting line method for configuration aerodynamics and deep learning based aerodynamic surrogate models
Konfigürasyon aerodinamiği analizi ve derin öğrenme bazlı aerodinamik dijital model oluşturmak için yeni bir doğrusal olmayan taşıyıcı çizgi metodu
HASAN KARALİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN