Özgün geleneksel De Laval nozul ile aerospike nozulün deneysel ve nümerik performans karşılaştırılması
Performance comparison between unique aerospike nozzle design and conventional De Laval nozzle: Numerical and experimental studymaster's
- Tez No: 921949
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET MERAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Uçak Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Defense and Defense Technologies, Aeronautical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kto Karatay Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, aerospike roket nozulü ile geleneksel De Laval nozulünün performansları hem nümerik hem de deneysel yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Roket motorlarının itki performansını doğrudan etkileyen nozul tasarımları, değişen irtifa koşullarına uyum sağlama kabiliyetiyle roket teknolojisinde kritik bir rol oynamaktadır. Bu çalışmanın amacı, aerospike nozulların itki performansındaki avantajlarını incelemek ve bu tasarımın geleneksel nozula kıyasla sağladığı faydaları belirlemektir. Çalışma kapsamında, SolidWorks yazılımı kullanılarak aerospike ve De Laval nozullarına ait 2B modeller oluşturulmuş ve ANSYS Fluent ile hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) analizleri gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlarda 100 bar giriş basıncı, 3300 K giriş sıcaklığı, 0 bar çıkış basıncı ve 1700 K çıkış sıcaklığı şartları uygulanarak akış analizlerinde basınç, sıcaklık ve hız konturları detaylı bir şekilde incelenmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında, potasyum nitrat bazlı bir roket yakıtı kullanılarak statik test standında yanma testleri gerçekleştirilmiştir. Testlerde aerospike nozulü için maksimum 327 N itki elde edilirken, De Laval nozulü için bu değer 276 N olarak ölçülmüştür. Deneysel veriler, nümerik analiz sonuçlarıyla karşılaştırıldığında aerospike nozulün itki kuvvetinde %23,5 oranında bir artış sağladığı görülmüştür. Ayrıca, aerospike nozulün akışkanın hız, basınç ve sıcaklık dağılımında daha optimize bir performans sergilediği belirlenmiştir. De Laval nozulü ise atmosfer basıncına uyum sağlayamadığı için performans kaybı yaşamıştır. Elde edilen sonuçlar, aerospike nozulların özellikle tek aşamalı yörüngeye ulaşım (SSTO) görevleri için güçlü bir alternatif sunduğunu ve değişen atmosfer koşullarında daha verimli çalıştığını ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the performance of the aerospike rocket nozzle and the conventional De Laval nozzle is compared using both numerical and experimental methods. Nozzle designs, which directly affect the thrust performance of rocket engines, play a critical role in rocket technology due to their ability to adapt to varying altitude conditions. The aim of this study is to examine the thrust performance advantages of aerospike nozzles and determine the benefits of this design compared to conventional nozzles.As part of the study, 2D models of both aerospike and De Laval nozzles were created using SolidWorks, and computational fluid dynamics (CFD) analyses were performed using ANSYS Fluent. In the simulations, the conditions were set as 100 bar inlet pressure, 3300 K inlet temperature, 0 bar outlet pressure, and 1700 K outlet temperature, and flow characteristics such as pressure, temperature, and velocity contours were examined in detail. For the experimental studies, potassium nitrate-based rocket fuel was used, and static firing tests were conducted on a test stand. The results showed that the aerospike nozzle achieved a maximum thrust of 327 N, while the De Laval nozzle produced a maximum thrust of 276 N. When the experimental data were compared with numerical analysis results, it was observed that the aerospike nozzle provided a 23.5% increase in thrust force. Additionally, it was determined that the aerospike nozzle exhibited a more optimized performance in terms of flow velocity, pressure, and temperature distribution. In contrast, the De Laval nozzle experienced performance losses due to its inability to adapt to atmospheric pressure variations.The findings suggest that aerospike nozzles present a strong alternative, particularly for single-stage-to-orbit (SSTO) missions, and perform more efficiently under changing atmospheric conditions.
Benzer Tezler
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Değişik derim zamanı ve önsoğutmanın Bursa siyahı incir çeşidinin meyve kalitesi ve pazarlama süresi üzerine etkileri
Effects of haruest time and precooling on fruit quality and shelf-life of the fig variety“Bursa siyahı”
FÜSUN GÜRSEL ÇELİKEL
- Üzüm sularının pastörizasyonu ve kontsantresi sırasında hidroksimetilfurfural oluşumu üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ŞERİFE ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ürünleri Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN URAL
- Sportif oyunlardan (hentbol'de) sporcu beslenmesi ve kahvaltı yapmanın performansa etkisi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELİH SALMAN