Design, modelling and analysis of morphing airfoils
Şekil değiştiren kanat profillerinin tasarım, modelleme ve analizleri
- Tez No: 786213
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN, PROF. DR. OĞUZ UZOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Bu çalışma, basınç tahriki ile çalıştırılan hücre yapılarını kullanarak şekil değiştiren bir kanat profilinin tasarımını, sonlu eleman modellemesini ve analizini sunmaktadır. Seçilen temel kanat profilinin, hedef kanat profiline şekil değiştirebilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaca ulaşmak için öncelikle Altair® HyperWorks ortamında temel kanat profili olarak 500 mm kirişli ve 8 mm x 8 mm dış kesitli bir NACA 0012 kanat profili çizilmiştir. Bunu takiben, şekil değiştirmeden sorumlu hücre aktüatörleri tasarlanmış ve bu temel kanat profiline yerleştirilmiştir. Tasarım aşaması tamamlandıktan sonra Altair® HyperWorks aracılığıyla bir sonlu eleman modeli oluşturulmuştur. Hücre aktüatörleri için, sırasıyla, elastomerik odaları ve takviye halkalarını modellemek için Neo-Hookean hiperelastik ve izotropik malzeme modelleri kullanılmıştır. İzotropik malzeme ayrıca temel kanat profilinin geri kalanında da kullanılmıştır. Ardından, hücre aktüatörler içindeki gerekli basınç dağılımını hesaplamayı amaçlayan bir hedefleme algoritması geliştirilmiştir. NACA 2412 kanat profili, hedef kanat profili olarak seçilmiştir ve hedefleme algoritması aracılığıyla, şekil değiştirmeden sorumlu basınç dağılımları hesaplanmıştır. Son olarak, bu basınç dağılımları kanat profiline uygulanmış ve hem doğrusal hem de doğrusal olmayan sonlu eleman analizleri yapılmış ve sonuçlar şekil değiştirmiş yapılar şeklinde sunulmuştur. Mevcut çalışma, hedefleme algoritması yardımıyla hücre aktüatörlerinin gerekli basınç dağılımları hesaplanabilmekte ve basınç tahriki ile çalışan hücre yapılarını kullanan şekil değiştiren bir kanat profili tasarımının uygun basınç değerleri ile elde edilebileceğini de göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This study presents the design, finite element (FE) modeling and analysis of a morphing airfoil using pressure-actuated cell structures. It is aimed that the selected baseline airfoil should be capable of changing its profile to morph into a target airfoil profile. To achieve this goal, first, a NACA 0012 airfoil with a 500 mm chord and 8 mm x 8 mm outer cross-section is obtained in Altair® HyperWorks environment as a baseline airfoil. Following this, the cell actuators responsible for morphing are designed and located on this baseline airfoil. Having completed the design phase, a finite element model is then created via Altair® HyperWorks. For the cell actuators, the neo-Hookean hyperelastic and isotropic material models are used to model elastomeric chambers and stiffening rings, respectively. The isotropic material is also assigned to the rest of the baseline airfoil. Then, a targeting algorithm aiming to calculate the required pressure distribution inside the cell actuators is developed. NACA 2412 airfoil is chosen as the target airfoil and via the targeting algorithm, the pressure distributions responsible for morphing are then calculated. In the end, these pressure distributions are applied to the baseline airfoil and both linear and non-linear finite element analyses are performed and the results are presented in the form of morphed structures. The present study shows that with the help of a targeting algorithm, the required pressure distribution of cell actuators can be calculated and a morphing airfoil design comprising pressure-actuated cell structures is achievable with feasible pressure values.
Benzer Tezler
- Şekil değiştirebilen aileron tasarımı ve analizi
Design and analysis of a morphing aileron
CAN ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARİF ADLI
- Effects of morphing on aeroelastic behavior of unmanned aerial vehicle wings
Şekil değiştirebilmenin insansız hava aracı kanatlarının aeroelastik davranışına etkileri
LEVENT ÜNLÜSOY
Doktora
İngilizce
2014
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiUzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAVUZ YAMAN
- Design, modelling and analysis of a novel implantable bone conduction hearing aid with a piezoelectric actuator
Özgün bir piezoelektrik eyleyicili kemik iletimli implant işitme cihazının tasarım, modelleme ve analizi
ANIL KOYUNCU
Doktora
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN NEVZAT ÖZGÜVEN
DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN
- Structural coupling of two nonlinear structures
Doğrusal olmayan iki sistemin yapısal birleşimi
ÇAĞRI TEPE
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENDER CİĞEROĞLU
- Membran tabanlı sıvı desikant hava nem alma sistemlerinin incelenmesi
The investigation of membrane-based liquid desiccant air dehumidification systems
BARIŞ KAVASOĞULLARI
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL CİHAN
DOÇ. DR. HASAN DEMİR