On the drag of a warhead fragment flying at different orientation angles
Farklı yönelme açılarında uçan bir harp başlığı parçacığının sürüklenmesi
- Tez No: 917354
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Havacılık Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Bu çalışma, 30 farklı yönelimde Mach sayıları 0.8, 1.0 ve 1.2'de küresel olmayan bir parçanın aerodinamik özelliklerini inceler ve her konfigürasyondaki sürükleme katsayısına (CD) ve sürükleme kuvvetine odaklanır. Sonuçlar, yönelimdeki ve maruz kalan alandaki değişiklikler nedeniyleCD değerlerinde önemli değişkenlik olduğunu ve değerlerin her Mach sayısında büyük ölçüde değiştiğini ortaya koymaktadır. Ortalama CD değerleri, Mach 0.8, 1.0 ve 1.2 için sırasıyla 1.27, 1.28 ve 1.28 olarak belirlendi ve daha yüksek Mach sayılarında ortalama sürükleme kuvvetlerinde buna karşılık gelen artışlar eşlik etti. Buna karşılık, ortalama koordinatlardan türetilen geometrik olarak optimize edilmiş bir şekil, tutarlı bir şekilde daha düşük CD değerleri ve azaltılmış sürükleme kuvvetleri gösterdi ve bu da optimize edilmiş konfigürasyonların aerodinamik sürüklemede anlamlı azalmalar elde etme potansiyelini vurguladı. Analiz ayrıca, daha büyük maruz kalan alanların genellikle daha yüksek CD değerlerine yol açmasına rağmen, bu ilişkinin kesinlikle doğrusal olmadığını, şekil ve yönelimin aerodinamik davranışta kritik roller oynadığını göstermektedir. Pratik uygulamalarda, yörünge hesaplamaları için ortalama bir CD kullanmak, hesaplama verimliliği ve tahmin güvenilirliği arasında bir denge sağlar. Bu yaklaşım hesaplamaları basitleştirir ve özellikle hesaplama açısından yoğun yönelime özgü modellerin daha az uygulanabilir olduğu gerçek zamanlı değerlendirmeler için avantajlıdır. Bu bulgular, hesaplama taleplerini en aza indirirken doğru aerodinamik tahminler sağlayabilen makine öğrenimi tabanlı vekiller gibi uyarlanabilir modelleme tekniklerinin önemini vurgulamaktadır. Bu çalışma, süpersonik koşullarda parça dinamiklerinin daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunmakta ve güvenlik açısından kritik uygulamalar için verimli tahmin modellerinin geliştirilmesini desteklemektedir.
Özet (Çeviri)
This study investigates the aerodynamic characteristics of a non-spherical fragment at Mach numbers 0.8, 1.0, and 1.2 across 30 distinct orientations, focusing on the drag coefficient (CD) and drag force in each configuration. Results reveal significant variability in CD values due to changes in orientation and exposed area, with values ranging widely at each Mach number. Average CD values were determined as 1.27, 1.28, and 1.28 for Mach 0.8, 1.0, and 1.2, respectively, accompanied by corresponding increases in average drag forces with higher Mach numbers. In contrast, a geometrically optimized shape derived from averaged coordinates consistently displayed lower CD values and reduced drag forces, underscoring the potential of optimized configurations to achieve meaningful reductions in aerodynamic drag. The analysis also shows that while larger exposed areas generally lead to higher CD values, this relationship is not strictly linear, indicating that shape and orientation plays a critical role in aerodynamic behavior. In practical applications, using an average CD for trajectory calculations provides a balance between computational efficiency and predictive reliability. This approach simplifies calculations and is particularly advantageous for real-time assessments, where computationally intensive orientation-specific models are less feasible. These findings highlight the importance of adaptable modeling techniques, such as machine learning-based surrogates, which can provide accurate aerodynamic predictions while minimizing computational demands. This study contributes to a better understanding of fragment dynamics in supersonic conditions and supports the development of efficient predictive models for safety-critical applications.
Benzer Tezler
- Aerodynamic evaluation of blunted conic shaped war head nose geometries for transonic flow conditions
Transonik akış koşulları için köreltilmiş koni şekilli harp başlığı burun geometrisinin aerodinamik değerlendirmesi
ŞEYDA ÖZTÜRK KİRİŞLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KAYA
- Dikdörtgen-çentikli plaka ile bir silindir üzerindeki direnci düşürme
Drag reduction on a cylinder with rectangular-notched plate
FERZAN FİDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiMunzur ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERHAN FIRAT
- İnce dikdörtgen plakaların bir crossover taşıtın aerodinamik direnci üzerine etkileri
The effect of thin rectangular plates on the aerodynamic drag of a crossover vehicle
ZEYNEP LİZGE EVCİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiMunzur ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERHAN FIRAT
- Drag force correlations and effect of charged particles on drag force for particle-laden flows
Parçacık yüklü akışlarda sürükleme kuvveti bağıntıları ve yüklü parçacıkların sürükleme kuvvetine etkisi
GİZEM ÖZLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA DEMIRCIOGLU
DR. HOLGER GROSSHANS
- Otobüs direncini düşürmek için bir yöntem
A method for the reduction of bus drag
SEVAL YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiMunzur ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERHAN FIRAT