Aerodynamic and aeroacoustic investigation of scissorstail rotor configuration for a utility-class helicopter
Genel maksat helikopteri için makas tipli kuyruk rotorunun aerodinamik ve aeroakustik incelemesi
- Tez No: 664668
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ÖZYÖRÜK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- 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: 130
Özet
Büyüyen helikopter endüstrisi ile birlikte helikopter gürültüsünün gündelik yaşama etkisi göz ardı edilemez hale gelmektedir. Helikopter gürültüsünün ana kaynakları ana ve kuyruk rotorudur ve bu sebeple helikopter tarafından üretilen gürültünün değerlendirmesi tasarım aşamasına dahil edilmelidir. Rotor kanatları üzerindeki çeşitli aerodinamik mekanizmaların neden olduğu basınç değişimleri, hesaplamalı akışkanlar mekaniği ile elde edilebilen, gürültünün oluşumundan sorumludur. Rotorun kendi basınç alanlarının yanı sıra, kuyruk rotorunun ana rotor arka akışında olması ve etkili durağan olmayan hava akışına marız kalması da dikkat gerektirir. Bundan dolayı, kuyruk rotoru üzerinde doğru bir değerlendirme yapmak için tam helikopter modellemesi gereklidir. Bununla birlikte, bu modelleme ve çözüm hesaplamalı akışkanlar dinamiği için maliyetlidir. Dolayısıyla, bu tezin amacı olarak tümleşik döner kanat analizi ile aeroakustik çözücü birleştirilmiş ve bu metoloji makas tipli kuyruk rotorunun incelenmesi için uygulanmıştır. İlk olarak, kapsamlı analiz yaklaşımı mevcut güç verileri ve kanat kesidi yükleri kullanarak doğrulanmıştır. Bundan sonra, önerilen basınç dağılım metodolojisi kapsamlı analizi yaklaşımını ve aeroakustik çözücüyü birleştirmek için uygulanmıştır ve bu bağlantı mevcut kesitsel yüklerini ve akustik basınçlarını kullanarak doğrulanmıştır. Rotor kanadı üstündeki basınç dağılımını bulmak için HAD analizleri ile elde edilmiş kanat kesidi basınç dağılım veritabanı kullanılmıştır. Ayrıca, geleneksel kuyruk rotorunun aerodinamik ve aeroakustik davranışı izole edilmiş ve ana rotor etkileşimli geleneksel kuyruk rotoru için değerlendirilmiştir. Son olarak, dikey mesafe ve makas açısının ana rotor etkileşimli makas tipli kuyruk rotor konfigürasyonunun aerodinamik ve aeroakustik davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sonuçlar ana rotor arka akışının belirli uçuş koşullarında kuyruk rotoru üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu, ve dikey mesafe ile makas açısının salınım yükleri değiştirdiğini göstermektedir, ve bazı makas tipi kuyruk rotor konfigürasyonları geleneksel kuyruk rotoruna göre daha düşük gürültü seviyeleri sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The noise of the rotorcraft has become nonignorable with their increasing use in daily life. The aerodynamically active components such as the main and tail rotors are the primary sources of noise, and therefore, their evaluation during the design phase must also be carefully included. Pressure variations caused by several aerodynamic mechanisms on the rotor blades are responsible for the generation of the noise, which may be obtained by computational fluid dynamics. Along with rotor locked self pressure fields, the tail rotor being in the main rotor wake and exposed to strongly nonstationary airflow also need attention. Hence, full helicopter modeling is required to have an accurate evaluation on the tail rotor. However, this modeling and solution are costly for computational fluid dynamics. Therefore, an alternative approach for acoustic analysis is developed in this study. Accordingly, the goal of the thesis is to propose a coupling methodology between comprehensive rotorcraft analysis and an aeroacoustic solver, and to implement of the methodology for investigation of scissors tail rotor. Firstly, the comprehensive analysis approach is validated using available required power data and sectional blade airloads. Then, the proposed pressure distribution methodology is implemented to couple comprehensive analysis approach and acoustic solver. A CFD generated airfoil pressure database is used to find pressure distribution over each blade section. Additionally, this coupling is validated using sectional loads and acoustic pressure. Furthermore, aerodynamic and aeroacoustic behavior of the tail rotor are evaluated for isolated and main rotor interacted conventional tail rotor configuration. Finally, effects of vertical distance and scissors angle on aerodynamic and aeroacoustic behavior of the main rotor interacted scissors type tail rotor configuration are investigated. Results indicate that the main rotor wake has a significant impact on the tail rotor at certain flight conditions conditions, and vertical distance and scissors angle changes the oscillatory loads, and there are scissors tail rotor configurations which offers lower noise level than conventional tail rotor.
Benzer Tezler
- Aktif kontrol uygulamalarında firar kenarı emiş yüzeyi manipülasyonunun akış gürültüsü üzerindeki etkilerinin incelenmesi
An aeroacoustic investigation into the effects of trailing edge suction surface manipulation in active control applications
ATİLA TOKSAVUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHA ZAFER
- Numerical and experimental investigation of wavy leading edge modifications on NACA0012 airfoil performance
NACA0012 profili için dalgalı ön kenar modifikasyonlarının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
KAAN GÜZEY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiÇankaya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜLKÜ ECE AYLI
PROF. DR. SELİN ARADAĞ ÇELEBİOĞLU
- Numerical investigation of aerodynamic and aeroacoustic properties of a supersonic jet
Ses üstü bir jetin aerodinamik ve aero akustik özelliklerinin numerik olarak incelemesi
RAMİZ ÖMÜR İÇKE
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS BEDİİ ÖZDEMİR
- Use of detached eddy simulation for aerodynamics and aeroacoustics of blade sections
Kanat kesitlerinin aerodinamik ve aeroakustik incelenmesinde ayrık çevrinti benzetimi
KENAN CENGİZ
Doktora
İngilizce
2018
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ÖZYÖRÜK
- Transonik kavite akışının aeroakustik incelemesi
Aeroacustic investigation of transonic cavity flow
HAYDAR İREY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHA ZAFER