CFD analysis of a missile for unmanned aerial vehicle
İnsansız hava aracı için tasarlanan bir füzenin HAD analizi
- Tez No: 857582
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU, DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜN YÜCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Akışkanlar mekaniğinde süpersonik akışlarda nesnelerin sürüklenmesinin bilgisi çok önemlidir. Sürtünme azaltılarak uçuş ve uzay araçlarının performansı artırılabilir, enerji tasarrufu sağlanabilir. Bir füzenin performansını değerlendirmek için gereken ana aerodinamik katsayılar; sürükleme, kaldırma ve moment katsayılarıdır. HAD analizi maliyet ve işçilik açısından uygun olduğundan bu katsayılar HAD ile sayısal olarak değerlendirilebilir. Bu çalışmada, AIM 120 AMRAAM Füze şekli esas alınarak insansız hava araçlarında kullanılmak için süpersonik bir füze oluşturulmuştur ve Ansys Fluent yazılımı kullanılarak HAD ile Spalart-Allmaras, k-ω, SST ve k-ε, Gerçekleştirilebilir türbülans modellemelerinde 1.5, 2, 2.5 Mach sayılarında 0°, 6°, 12°, 18° hücum açılarındaki moment, kaldırma ve sürükleme katsayıları, ayrıca kaldırma/sürükleme oranı ve moment/sürükleme oranı hesaplanmıştır. Süpersonik füze için yapılan analizlerdeki amaç, tasarlanan geometrinin aerodinamik uygunluğunu incelemek ve optimum türbülans modelini belirlemektir. Sonuçlar değerlendirildiğinde optimum türbülans modeli k-ω, SST olarak belirlenmiştir. Roket lüle tasarımında koni nozzle modelinde HAD analizleri gerçekleştirilmiştir. Roket lüle boğaz çapı azaldıkça hava daha fazla sıkışmaktadır ve Mach sayısının arttığı görülmektedir. Roket lülesinde Mach sayısının 4.5 Mach'ı geçmesi durumunda roket lülesinde hipersonik akış gözlenebilmektedir. Bu tezde, boğaz çapı 30 mm, 40 mm ve 50 mm olan koni lüleler tasarlanmıştır ve k-ε, Gerçekleştirilebilir türbülans modeli ve k-ω, SST türbülans modelinde HAD analizleri ile optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak 50 mm boğaz çapına sahip koni lülenin süpersonik akış rejiminde kullanılabilirliği HAD analizi ile belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Understanding object drag in supersonic flows is crucial for fluid mechanics. Energy savings and improved flight and spacecraft performance are both possible with decreased friction. The main aerodynamic coefficients required to assess a missile's performance are drag, lift and moment coefficients. Since CFD analysis is suitable in terms of cost and labor, these coefficients can be evaluated numerically with CFD. Based on the AIM 120 AMRAAM Missile shape, a supersonic missile was constructed for use in unmanned aerial vehicles in this thesis. The lift, moment and drag coefficients, lift/drag ratio and moment/drag ratio were calculated using the k-ω, SST turbulence model, the Spalart-Allmaras turbulence model and the k-ε, Realizable turbulence model with CFD using Ansys Fluent software at 0°, 6°, 12°, and 18° angles of attack at 1.5, 2, 2.5 Mach numbers. The purpose of the analysis for the supersonic missile is to examine the aerodynamic suitability of the designed geometry and to determine the optimum turbulence model. When the results were evaluated, the optimum turbulence model was determined as k-ω, SST turbulence model. CFD analyses were carried out on the cone nozzle model in the rocket nozzle design. As the rocket nozzle throat diameter decreases, the air becomes more compressed and Mach number is seen that the increases. If the number of Mach in the rocket nozzle exceeds Mach 4.5, hypersonic flow can be observed in the rocket nozzle. In this thesis, cone nozzles with throat three different diameters which are 30, 40, and 50 mm were created and optimization studies of throat diameters were carried out with CFD analyzes in the k-ε, Realizable turbulence model and k-ω, SST turbulence model. Consequently, CFD research was used to determine the cone nozzles applicability in the supersonic flow domain with a throat diameter of 50 mm.
Benzer Tezler
- Design, development and production of a prototype of high-pressure and high-temperature solenoid valves suitable for use in nuclear power plants, airplanes, rockets, missiles and unmanned aeriel vehicle control systems in aerospace and defense industry
Havacılık ve savunma sanayinde, nükleer enerji santralleri, uçaklar, roketler, füzeler ve insansız hava aracı kontrol sistemlerinde kullanıma uygun yüksek basınç ve yüksek sıcaklık solenoid valf prototipinin tasarımı, geliştirilmesi ve üretimi
HASAN ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA YILMAZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAŞAR MUTLU
- Aeroacoustic investigation of unsteady transonic cavity flow via open CFD source codes
Açık kaynak CFD kodu ile zamana bağlı transonik kavitenin aeroakustik analizi
ALİ CAN FADIL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHA ZAFER
- Static aeroelastic analysis of a generic slender missile using a loosely coupled fluid structure interaction method
Gevşek bağlı bir akışkan katı etkileşim yöntemi kullanılarak narin bir füzenin statik aeroelastik analizlerinin yapılması
MEHMET AKGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
- CFD analysis of missile shroud separation
Füze aerodinamik örtü ayrılmasına yönelik yapılan HAD analizleri
HASAN ERKAN ÇELİKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN EYİ
- Conceptual internal design and computational fluid dynamics analysis of a supersonic inlet
Sesüstü bir hava alığının kavramsal iç tasarımı ve sayısal akışkanlar dinamiği analizi
MİNE ALEMDAROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. YUSUF ÖZYÖRÜK