Geri Dön

Esnek kanat üzerinde piezoelektrik malzemeler kullanılarak mikro hava araçları için enerji üretim potansiyelinin incelenmesi

Experimental investigation on capacity of energy generation of piezoelectric patches mounted over flexible membrane wing

  1. Tez No: 609765
  2. Yazar: NİHAL BAYRAMOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA SERDAR GENÇ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 86

Özet

Bugün insansız hava araçları (İHA) askeri, bilimsel, ticari, tarımsal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle gözlem ve keşif için kullanılan mikro İHA'lar, araştırmacılar için önemli bir çalışma alanı haline gelmiştir. Mikro İHA'lar küçük boyutları nedeniyle düşük Reynolds (Re) sayılı uçuşlar gerçekleştirirler ve bu durum bazı olumsuzluklara neden olabilir. Bu nedenle esnek kanat aerodinamiği bu sorunların çözümünde uygulanabilir bir çözüm yolu olarak kullanılmıştır. Deneysel olarak yapılan bu çalışma, mikro İHA'ların esnek yüzeyi üzerine monte edilen piezoelektrik yamaların İHA'ların uçuşları sırasındaki esnek kanat titreşimlerden elektrik enerjisi elde etme potansiyelini araştırmayı amaçlamaktadır. Bu amaçla, 1.5 açıklık oranına sahip bir kanat kullanılmıştır ve öncelikle duman teli ile akış görselleştirme tekniği ile kanat etrafındaki akış ortaya konmuştur. Daha sonra kanat üzerine yerleştirilen üç farklı tipteki piezoelektrik yamaların farklı düşük Re sayısı ve hücum açılarında voltaj çıkışları ölçülmüştür. Sonuçlar piezoelektrik yamaların konumlarının ve birbirlerine olan etkilerinin sonuçları ciddi şekilde etkilediğini göstermiştir. Ayrıca 470 ohm değerine sahip direnç üzerinden enerji hesaplamaları yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, tutunma kaybı öncesi akış durumunun, özellikle daha düşük hücum açılarında elektrik üretiminin daha az olmasına neden olduğunu göstermiştir. Ayrıca, hücum açısı ve Re sayısı arttıkça membran malzemenin deformasyonu da artmış buna bağlı olarak da piezoelektrik yamalardan elde edilen enerji miktarında da artış meydana gelmiştir.

Özet (Çeviri)

Today, unmanned aerial vehicles (UAVs) are widely used in military, scientific, commercial, agricultural applications. Micro-UAVs used for observation and exploration have become very important and researchable in terms of working subjects. They operate in a low Reynolds number regime because of their small size, and this may cause disadvantages to their performance. Therefore, membrane flexibility has been identified as a tenable method to alleviate this problem. This experimentally based study aims to investigate the potential of piezoelectric patches mounted over the flexible surface of micro UAVs to obtain electrical energy from vibrations during their flight. In this respect, a flexible membrane wing with 1.5 aspect ratio was used. Smoke wire experiments were performed on the wing and three different type piezoelectric materials were employed over the flexible membrane and the voltage output of each piezoelectric material was investigated at different angles of attack and Reynolds numbers. The results showed that the location of piezoelectric patches and their effects on each other significantly affected the results. Furthermore, energy calculations are made over 470 ohm resistor. Experimental results revealed that pre-stall flow condition caused the electricity generation to be less at especially lower angles of attack. Also fluctuations over membrane material increased simultaneously when angle of attack and Re number increased. Those fluctuations indicated that vortex sheds and rolling vortices over membrane material were energized due to flow separation.

Benzer Tezler

  1. Blood flow and measurement techniques

    Kan akışı ve ölçüm teknikleri

    AYŞE KANDEMİR AKALIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1995

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. OSMAN F. GENCELİ

  2. Şekil değiştirebilen aileron tasarımı ve analizi

    Design and analysis of a morphing aileron

    CAN ÖZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ARİF ADLI

  3. Design and fabrication of magnetically actuated cell sorter

    Manyetik olarak kontrol edilebilen hücre siniflandirici tasarimi ve üretimi

    MERVE GÜLLE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN

  4. Esnek kanatların düşük Reynolds sayılarında kararsız aerodinamiğinin incelenmesi

    Investigation of unsteady aerodynamics of flexible wings at low Reynolds numbers

    HACIMURAT DEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    EnerjiErciyes Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA SERDAR GENÇ

  5. Experimental investigation of flexibility effects in flapping wing aerodynamics

    Çırpan kanat aerodinamiğinde esneklik etkilerinin deneysel olarak incelenmesi

    ONUR SON

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURİYE LEMAN OKŞAN ÇETİNER YILDIRIM