Generation and experimental investigations of gusty flows in wind tunnels
Rüzgar tünellerinde sağanak akışların üretimi ve deneysel araştırmaları
- Tez No: 758170
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ UZOL, DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- 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
Rüzgar tünelleri, düşük türbülans yoğunluklarında çalışacak şekilde tasarlanmıştır, bu da rüzgar tünellerinde doğada ve mühendislik uygulamalarında gözlenen türbülanslı ve sağanak akışların incelenmesini olanaksız kılar. Bu tür çalışmaları yürütmek için, biri aktif ızgaraların kullanımı olan bir dizi geleneksel olmayan yöntem benimsenmiştir. Aktif ızgaralar, kanatların yerleştirildiği motor tahrikli çubuklardan oluşur ve genellikle rüzgar tüneli test bölümlerinin girişine yerleştirilir. Kanatçıklarının hareketini düzenleyerek, yüksek türbülans yoğunluklarına ve ayarlanabilir özelliklere sahip akışlar elde edilebilir veya atmosferik sınır tabakaları veya sağanaklar oluşturulabilir. Üç boyutlu akış yapıları oluşturmak için çoğunlukla aktif ızgaralar kullanılır. Ayrıca, sağanak akış üretecileri olarak adlandırılan sağanak rüzgar akışları oluşturmak için aktif ızgaralara kıyasla daha ilkel cihazlar da vardır. Bu bağlamda, bu tezin temel amacı, açık döngü emme tipi bir rüzgar tüneli üzerinde bir aktif ızgara tasarlamak ve aktif ızgaranın yakın izinin akış alanının sağnak akış özelliklerini deneyler yoluyla incelemektir. Bu amaçla, daha ilkel bir tasarım olan iki boyutlu iki kanatlı bir aktif ızgara, yani bir sağanak akış üreteci, üretecin iz bölgesinde çırpan kanat tarafından üretilen sağanak rüzgarın incelenmesi için kullanılmıştır. İlk olarak, kanatların indirgenmiş frekans değerleri yunuslama açısı sabit tutularak değiştirilmiş ve ikinci olarak, akışın sağanak özelliklerini araştırmak için, yunuslama genliği indirgenmiş frekans sabit tutularak değiştirilmiştir. Literatürün çoğundan farklı olarak bu çalışmada, test kesitindeki sıcak tel anemometri ölçümleri yerine, kanatçıkların izinde eşzamanlı parçacık görüntülemeli hız ölçümleri alınmıştır, bu da iz yapıları ile akış aşağı akış profili arasındaki fiziksel ilişkiyi keşfetmeye olanak tanır. Rüzgar kanatlarının arkasındaki tüm akış alanının gözlemlenmesi sayesinde, bir periyotta enine ve akış yönündeki sağanak oranının iyi tanımlanmış sinüzoidal profillerinin bile, kanatçıkların faz içi ve faz dışı hareketi kullanılarak elde edilebildiği gözlenmesine rağmen, kanatlardan kaynaklı akış ayrılmasının dezavantajına ve iz bölgesine giren girdapların sayısına dikkat edilmelidir
Özet (Çeviri)
Wind tunnels are designed to operate at low turbulence intensities, which makes it unfeasible to study the turbulent and gusty flows that are observed in nature and in engineering applications. To conduct such studies number of unconventional methods are adopted in wind tunnels, one of which is the use of active grids. Active grids consist of motor-driven rods which accommodate flaps and they are generally placed at the inlet of wind tunnel test sections. By regulating the motion of the agitator wings, flows with high turbulence intensities and tunable properties can be achieved or atmospheric boundary layers or gusts can be generated. Active grids are usually used to generate three-dimensional flow structures. There are also more primitive devices compared to active grids to generate gust flows which are called gust generators or 2-D active grids. In this context, the main objective of this thesis is to design an active grid on an open-loop suction-type wind tunnel and investigate the gust flow characteristics of the flow field of the near wake of the active grid using experiments. For this purpose, a more primitive design, a 2D two-wing active grid, a gust generator, is used to examine the gust produced by the flapping wing in the wake region of the gust generator. Firstly, the reduced frequency values of the vanes are changed at fixed pitching amplitude and secondly, the pitching amplitude is changed at fixed reduced frequency to investigate the gust characteristics of the flow. Unlike most of the literature, in this study, instead of using hot-wire anemometry measurements in the test section, particle image velocimetry measurements are taken in the wake of the agitator wings, which allows for exploring the physical relation between the wake structures and downstream flow profile. By the helpf of observing the whole flow field behind the gust vanes it is observed that even well-defined sinusoidal profiles of the transverse and stream-wise gust ratio in a period can be obtained using in-phase and out-of phase motion of the gust vanes, the one should be careful of the drawback of flow separation and number of coherent vortices shed into the wake.
Benzer Tezler
- Design and experimental investigation of a wind tunnel gust generator
Rüzgar tüneli sağanak akış üreteci tasarımı ve deneysel incelemesi
İMGE YIĞILI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN
- Experimental investigation of discrete to continuous vortex gust encounters
Tekil sağanak karşilaşmasindan sürekli sağanak karşilaşmasina geçişin deneysel incelenmesi
KÜBRA SOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKŞAN ÇETİNER YILDIRIM
- Experimental investigation of a single spanwise vortex gust impinging on a rectangular wing
Açıklık boyunca uzanan tekil bir girdap sağanağın dikdörtgen platforma sahip kanat ile etkileşiminin deneysel incelenmesi
KADER ENGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİYE LEMAN OKŞAN ÇETİNER YILDIRIM
- Plazma aktüatörlerin sağanak etkilerinin hafifletilmesi için potansiyel kullanımının araştırılması
Investigation of the potential use of plasma actuators for gust mitigation
GÖKÇEN JURNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİYE LEMAN OKŞAN ÇETİNER YILDIRIM
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM KOLBAKIR
- Experimental investigation of leading edge suction parameter on massively separated flow
Hücum kenarı emme parametresinin sıddetlı ayrık akışta deneysel incelenmesi
EGEMEN AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİYE LEMAN OKŞAN ÇETİNER YILDIRIM