Geri Dön

CFD analysis of a missile for unmanned aerial vehicle

İnsansız hava aracı için tasarlanan bir füzenin HAD analizi

PDF İndir

  1. Tez No: 857582
  2. Yazar: EMİNE ÇAĞLA KIVRAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU, DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜN YÜCEL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 148

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

  1. Tez No

    898924

    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

    İngilizce

    2024

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA YILMAZ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YAŞAR MUTLU

  2. Tez No

    707907

    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

    İngilizce

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BAHA ZAFER

  3. Tez No

    679074

    Modelling of an impact resistant navigation system for gun projectiles based on low cost MEMS sensors

    Düşük maliyetli MEMS sensörlü top mermileri için darbe dayanımlı navigasyon sistemi modellemesi

    SELAHATTİN CAN İNEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERHAN ÖZDEMİR

  4. Tez No

    313716

    The effects of geometric design parameters on the flow behavior of a dual pulse solid rocket motor during secondary firing

    Çift darbeli roket motorlarında farklı geometrik tasarım parametrelerinin ikincil ateşleme anındaki akışa olan etkileri

    SUAT ERDEM ERTUĞRUL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Astronomi ve Uzay BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ

    PROF. DR. ABDULLAH ULAŞ

  5. Tez No

    507895

    Static aeroelastic modeling and parametric study of stacking sequence for laminated composite missile fins

    Katmanlı kompozit yapıdaki füze kanatlarının statik aeroelastik modellemesi ve parametrik serim açısı çalışması

    GÖKTUĞ MURAT ASLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ

Geri Dön