Aerodynamic investigation and flow control on DrivAer models using numerical (CFD) methods
DrivAer modellerinde sayısal (CFD) yöntemlerle aerodinamik inceleme ve akış kontrolü
- Tez No: 794463
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ATAKAN AKAR, PROF. DR. COŞKUN ÖZALP
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Sürüklemenin azaltılması, özellikle menzil ve verimlilik sorunları yarattığı bilinen elektrikli araçların yükselen trendi düşünüldüğünde, araçlar için en kritik konulardan biridir. Bu çalışmada, saptırıcı plakalar, DrivAer jenerik araba modellerinin kapalı gövdeli estateback, fastback ve notchback modellerinin arka ucunun üst ve alt bölgelerinde pasif akış kontrol elemanı olarak sayısal olarak test edilmiştir. Plaka eğimi, optimum saptırıcıları bulmak için parametrize edilmiştir. CFD simülasyonları k-ω SST RANS türbülans modeli ile gerçekleştirilmiş ve temel modelin benzetimi önceki deneysel çalışmaların sürükleme kuvveti katsayısı ile doğrulanmıştır. Ardından parametrik, genetik algoritmalı yanıt yüzeyi ve eklenik optimizasyon aşamaları sırasıyla üst ve alt saptırıcılar üzerinde uygulanmıştır. Sonuç olarak, bu iki deflektörün optimum açılarla aynı anda kullanılması, CD değerlerinde, station, fastback ve notchback için sırasıyla %17,90, %4,82 ve %7,25 oranında azalma sağlamıştır. Bununla birlikte, ayrıntılı niteliksel analiz, üst ve alt saptırıcıların izde farklı sürükleme azaltma mekanizmalarına sahip olduğunu göstermektedir. Üst deflektör, tüm modellerde, art izi istatistiklerini azalmış ve iyileştirilmiş aşağı akım ile arka yüzeyde basınç geri kazanımı sağlamıştır. Öte yandan, alt deflektör estateback modelinde, araç altındaki hava akışını kısıtlar. Böylelikle eğimli difüzör bölümünde, kısıtlı hava akımı üst gövdeye saptırılırken işlevselliğini bloke ederek basınç geri kazanımı sağlar ve iz bölgesini artırmasına rağmen iyileştirilmiş yukarı akım ile arka yüzeyde de basınç geri kazanımı sağlamıştır. Fastback modelinde alt saptırıcı yukarıakımı iyileştirerek akış kontrolü sağlarken, notchback modelinde ise aşağıakım ve yukarıakım arasında etkileşimi engelleyerek akış kontrolünü sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
Drag reduction is one of the most critical subjects for vehicles, especially considering the emerging trend of electric vehicles that have been known to drive range and efficiency issues. In this work, deflector plates were tested numerically as a passive flow control element at the upper and lower regions of the rear end of the closed body estateback, fastback, and notchback DrivAer generic car models. Plate slant angles varied to find optimum deflectors. CFD simulations have been conducted by the k-ω SST RANS turbulence model and the setup of the base model is verified with the drag force coefficient of previous experimental works. Then, parametric, genetic algorithm response surface and adjoint optimization stages were applied on the upper and lower deflectors, respectively. Consequently, simultaneous usage of these two deflectors with optimum angles resulted in reductions of CD by 17.90%, 4.82%, and 7.25% for estateback, fastback, and notchback respectively. However, detailed qualitative analysis is shown that upper and lower deflectors have different drag reduction mechanisms at the wake. The upper deflector reduces wake statistics and attains pressure recovery at the back surface by improved downwash for all models. On the other hand, the lower deflector restricts airflow beneath the car for the estateback. Hereby, this provides pressure recovery at the slanted diffuser section by blocking its functionality while the restricted airflow is deflected to the upperbody and results in pressure recovery at the rear surface, too by improved upwash, although it increases the wake region. For the fastback model, the lower deflector provides flow control by improving the upwash, while for the notchback model, it provides a flow control by preventing the flow interaction between the downwash and the upwash.
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
- NACA0015 kanat profili üzerinde çift yarıklı koordineli jet aktüatör ile aktif akış kontrolünün deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical investigation of active flow control by coordinately jet actuator with dual slot on NACA0015 airfoil
FATİH SONKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
DR. ÖĞR. ÜYESİ DUYGU ERDEM
- Kanat profilleri etrafındaki düşük reynolds sayılı akışın kontrolü ve aerodinamik performansın incelenmesi
Control of low reynolds number flow over aerofoils and investigation of aerodynamic performance
MUSTAFA SERDAR GENÇ
Doktora
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. ÜNVER KAYNAK
- Delta kanat hücum kenarı eklentilerinin boylamsal ve yanal stabiliteye etkilerinin incelenmesi
Investigation of longitudinal and lateral stability on a delta wing with leading edge extension
AYŞE SİBEL YALAZ ECE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Çekici ve çekici römork kombinasyonlarında aerodinamik dirençlerin incelenmesi
The investigation of aerodynamic drags for truck and truck trailer combinations
CİHAN BAYINDIRLI
Doktora
Türkçe
2015
Teknik EğitimGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SAHİR SALMAN
DOÇ. DR. YAHYA ERKAN AKANSU