Investigation of transition flow over S809 airfoil using infrared thermography and numerical methods
S809 kanat kesiti üzerindeki geçiş akışının kızılötesi termografi ve sayısal yöntemlerle incelenmesi
- Tez No: 837586
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT KÖKSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
Bu tez, kızılötesi termografi ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizi kullanarak sınır tabaka geçiş akışının tespitini inceleyen deneysel ve sayısal bir çalışmanın sonuçlarını sunmaktadır. Tezin deneysel bölümü, RÜZGEM büyük ölçekli çok amaçlı rüzgar tünelinde gerçekleştirilen rüzgar tüneli testlerini içermektedir. Test objesi olarak S809 laminar kanadı kullanılmış ve deneyler RÜZGEM sınır tabaka test kesiti (TK2) içinde gerçekleştirilmiştir. Deneyler, sabit 0° hücum açısında farklı Reynolds sayıları ve sabit 5×10^5 Reynolds sayısında farklı hücum açıları için yapılmıştır. Böylece Reynolds sayısı ve hücum açısının sınır tabaka ayrılması, geşiç akışı başlangıcı ve akışın yeniden bağlanma noktalarının kanat kirişi üzerindeki konumunun değişimine etkisi incelenmiştir. Ayrıca, kanat modeline geçiş şeridi eklenerek deneysel olarak etkisi gözlemlenmiştir. Tezin sayısal bölümünde, deneysel durumların HAD simulasyonları gerçekleştirilmiştir. Farklı türbülansa geçiş modellerinin (k-ω-γ geçiş modeli, geçiş k-kl-ω modeli ve geçiş SST modeli) etkileri incelenmiş ve ticari bir yazılım kullanılarak deney koşullarna uygulanmıştır. Ardından, geçiş modelleri birbirleriyle ve k-ε türbülans modeliyle karşılaştırılmış ve farklar vurgulanmıştır. Deneysel süreç ve sonuçlar, sayısal yöntemlerin sonuçlarıyla karşılaştırılarak tartışılmıştır. Ayrılma, geçiş akışı başlangıcı ve yeniden bağlanma noktalarının kanat kirişi boyunca konumları, IR termografi yöntemi ve CFD analizleri kullanılarak başarılı bir şekilde belirlenmiş ve sonuçlar tutarlı çıkmıştır. Reynolds sayısı 5×10^5, 6×10^5, 7×10^5 aralığında değiştiğinde 0° hücum açısı için, geçiş akışı başlangıç noktasının kanat kirişi boyunca konumu önemli bir değişim göstermemiştir, çünkü Reynolds sayısının mertebesi çok yüksek değildi. Hücum açısı 0°, 3°, 6°, 9° aralığında değiştiğinde 5×10^5 Reynolds sayısı için, geçiş başlangıç noktasının kanat kirişi boyunca konumu kanadın ön kenarına yaklaşmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the results of an experimental and numerical study that investigates the detection of boundary layer transitional flow using infrared thermography and Computational Fluid Dynamics analysis. The experimental part of this thesis involves wind tunnel experiments conducted in METUWIND large-scale multi-purpose wind tunnel. S809 laminar airfoil was used as a test object and experiments were conducted in the boundary layer test section (TS2) of METUWIND. Experiments were performed for different Reynolds numbers at 0° angle of attack and different angles of attack at a Reynolds number of 5×10^5. Thus, separate effects of Reynolds number and angle of attack on the variation of the separation, transition onset, and reattachment points on the chordwise position of the airfoil were examined. In addition, the effect transition strip was observed experimentally using a vortex generator. In the numerical part of the thesis, CFD simulations of the experimental cases were carried out. Effects of different turbulence transition models (k-ω-γ transition model, transition k-kl-ω model and transition SST model) were examined and implemented to the cases of the thesis using a commercial software. Afterwards, transition models were compared among themselves and with the standard k-ε turbulence model to highlight the difference. The experimental process and results were compared and discussed with the results of numerical methods. The chordwise positions of the separation, transition, and reattachment points were successfully determined using the IR thermography method and CFD analyses, and the results were consistent. As the Reynolds number changes within the range of 5×10^5, 6×10^5 and 7×10^5 for 0° angle of attack, the chordwise position of the transition onset point did not show significant variations because of the low variation of the Reynolds number. As the angle of attach changes within the range of 0°, 3°, 6° and 9° for 5×10^5 Reynolds number, the chordwise position of the transition onset point approached the leading edge of the airfoil.
Benzer Tezler
- Numerical and experimental investigation of boundary layer transition with active and passive flow control methods
Sınır tabaka geçişinin aktif ve pasif akış kontrol yöntemleriyle sayısal ve deneysel incelenmesi
ABDUSSAMET SUBAŞI
Doktora
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÜNEŞ
- Düşük Reynolds sayılı akışlarda kanat profili üzerindeki akışa ses dalgalarının etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of effect of acoustic forcing to flow over an aerofoil at low Reynolds number flows
HALİL HAKAN AÇIKEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA SERDAR GENÇ
- 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
- Eşikli ve basamak tipli dolusavaklarda akım ve enerji sönümlenmesinin incelenmesi
An investigation of flow and energy dissipation for stepped spillways with end sill
MUHAMMED CİHAT TUNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. EMİN EMİROĞLU
- Numerical investigation of inverse magnus effect on a circular cylinder by controlling azimuthal circulation distribution
Ters magnus etkisinin çevresel sirkülasyon dağılımı kontrolü ile dairesel silindir üzerinde sayısal olarak incelenmesi
ACAR ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERCAN ACARER
DOÇ. DR. BENI CUKUREL