Adjoint based shape optimization of semi-submerged inlets and development of a novel boundary layer diverter
Adjoint tabanlı şekil optimizasyonu ile yarı gömülü hava alığı eniyilemesi ve özgün sınır tabaka ıraksatıcısı geliştirilmesi
- Tez No: 776634
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL HAKKI TUNCER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Akış kontrol teknikleri, Hava alığı, Şekil optimizasyonu, Flow control techniques, Air intake, Shape optimization
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada sınır tabakası emen ve ıraksatan hava alıkları adjoint tabanlı yöntemler ile eniyilenmiştir. Akış ve adjoint analizler için açık kaynak SU2 yazılımı kullanılmıştır. Aerodinamik arayüz düzleminde elde edilen basınç toparlama katsayısının yükseltilmesi temel hedef olarak alınmış, kütle akış debisi ve momentum bozuntusu çalışma boyunca takip edilmiştir. Çalışmada öncelikle sadece hava alığı geometrisi değiştirilerek eniyileme gerçekleştirildiğinde performans artışının kısıtlı olduğu görülmüştür. Bunun nedeni incelenen hava alığının önemli derecede sınır tabakasına maruz kalmasıdır. Hava alığı duvarları ile birlikte, emilen sınır tabakasının oluştuğu hava alığı girişi önündeki duvarlarda eniyilendiğinde, önemli mertebede performans artışı elde edilebilmiştir. Bu eniyilenmiş konfigürasyon sınır tabakasını hava alığı girişinden ıraksatmaktadır. Burada elde edilen sonuçlardan esinlenilerek özgün bir sınır tabaka ıraksatıcısı tasarlanmış ve adjoint tabanlı yöntem ile eniyilenmiştir. Bu ıraksatıcı kompakt yapıda, yüzeye silme şekilde tasarlanmıştır ve bilinen diğer ıraksatıcı geometrilerine göre daha düşük sürükleme kuvveti yaratmaktadır. Bu yüzeye silme olarak tasarlanmış ve eniyilenmiş ıraksatıcı ile hava alığı basınç toparlama katsayısında %2.4, çevresel bozuntu katsayısında ise %64 iyileşme sağlanmıştır. Bunun yanı sıra hava alığı ve silme sınır tabaka ıraksatıcısı birlikte eniyilendiğinde daha yüksek performansın elde edilebildiği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, boundary layer ingesting and diverting submerged air inlets are design optimized with an adjoint-based optimization methodology based on RANS solutions. The opensource SU2 software is employed for both RANS and adjoint solu- tions and for driving the gradient-based optimization. Total pressure recovery at the aerodynamic interface plane is taken as the main objective of the optimization, and the mass flow rate and the momentum distortion are closely monitored. It is first shown that the shape optimization of an inlet duct for a semi-submerged boundary layer ingesting inlet provides a limited performance increase since the performance of the inlet strongly depends on the amount of ingested boundary layer which develops over the upstream wall. The shape optimization of the upstream wall together with the inlet duct is next performed and is shown that the performance of the inlet is improved significantly. The optimum upstream wall obtained now provides a boundary layer diverting inlet. Based on the optimum upstream wall configuration, a novel boundary layer diverter is then designed and similarly adjoint optimized. The design optimized novel boundary layer diverter is highly compact, flush to the surface and has a lower drag compared to the conventional diverter geometries. It provides a 2.4% increase in total pressure recovery and a 64% decrease in circumferential momentum distortion. It is also shown that further performance increase is achievable when the duct and the flush diverter are optimized together.
Benzer Tezler
- Adjoint based aerodynamic shape optimization of subsonic submerged intake
Sesaltı gömülü hava alıkları için adjoint tabanlı aerodinamik şekil optimizasyonu
ALI AHMED
Doktora
İngilizce
2021
Orta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Adjoint-based aerodynamic shape optimization of a strake-delta wing configuration
Strake-delta kanat konfigürasyonun adjoint tabanlı aerodinamik şekil optimizasyonu
KAAN YUTÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Orta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Adjoint based aerodynamic shape optimization of a close coupled wing tail configuration
Yakın etkileşimli kanat kuyruk konfigurasyonunun adjoint tabanlı aerodinamik şekil eniyilemesi
ATAKAN ÖNCÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Orta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Adjoint based aerodynamic shape optimization of a missile engine inlet cover
Adjoınt yöntemi ile füze hava alığı kapağının aerodinamik şekil optimizasyonu
ARDA ÖZUZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Orta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Development of a discrete adjoint-based aerodynamic shape optimization tool for natural laminar flows
Doğal laminar akışlar için ayrık adjoınt tabanlı aerodinamik şekil eniyileme aracı geliştirilmesi
HALİL KAYA
Doktora
İngilizce
2020
Orta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...