Kanatlarda aktif/pasif akış kontrolü ile kanat aerodinamik performans parametrelerinin iyileştirilmesi
Improvement of aerodynamic performance parameters via active/passive flow control on airfoils
- Tez No: 938990
- Danışmanlar: PROF. DR. İRFAN KARAGÖZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 211
Özet
Kanat üstü akışta stol gerçekleştiğinde kanat kaldırma kuvveti oluşturamaz ve kontrol yüzeyleri tepki veremez hale gelmektedir. Bu çalışmada aktif ve pasif akış kontrol yöntemleri ile bu olayın geciktirilmesi amaçlanmaktadır. Pasif kontrol yöntemi olarak girdap üreteçleri (VG), aktif kontrol yöntemi olarak ise sabit üfleme seçilmiştir. Bu iki yöntemin ayrı ayrı ve birlikte çalıştıkları durumlardaki etkiler deneysel ve sayısal olarak ele alınmıştır. Pasif kontrol kısmında 20°, 40° ve 60° VG'ler, aktif kontrol kısmında ise 1 m³/h ve 2 m³/h debide sabit üflemeden yararlanılmıştır. VG'ler kanadın %25'ine, üfleme delikleri ise %60'ına yerleştirilmiştir. 10 m/s ve 12 m/s hızlarda, 8,3×10⁴ ve 10⁵ Reynolds sayılarında deneyler, ham kanat ve bahsi geçen kontrol sistemlerinin kombinasyonları ile toplamda on iki durum için incelemeler yapılmıştır. Çalışma sonucunda 10 m/s hızı için kanadın stol açısında 6° gecikme, azami CL değerinde ise %20'lik iyileşme, 12 m/s hızı için ise stol açısında 4° gecikme, azami CL değerinde ise %15,3'lük iyileşme elde edilmiştir. Kanat performansının iyileştirilmesinde, kanadın hücum kenarına daha yakın olmasından dolayı, VG'lerin etkileri daha büyük olmuştur. VG'lerin düzensiz hale getirdiği akış, aktif kontrol ile düzenlenerek kontrol mekanizmalarının ayrı ayrı iyileştirmelerinden daha yüksek bir performans elde edilmiştir. CD değerleri incelendiğinde ise stol açısı ötelendiğinden sürüklenmenin azaldığı görülmektedir. Stol öncesi sürüklenme değerlerinde tüm kanatlar kıyaslanırsa 10 m/s için azami fark VG60+1 kanadı ile VG20+2 kanadı arasında %22, 12 m/s için ise azami fark VG20+2 kanadı ile VG20+1 kanadı arasında %20,5 olmuştur. Sayısal hesaplamalar ile akış alanı ve kanat çevresi görselleştirilerek kontrol mekanizmalarının etkileri daha net bir şekilde anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
During a stall in the airflow over the wing, the wing loses its ability to generate lift, and the control surfaces become unresponsive. This study aims to delay this phenomenon through the application of active and passive flow control methods. Vortex generators (VGs) are used as the passive control method, and constant blowing is used as the active control method. The effects of these two methods, both separately and in combination, were examined through experimental and numerical analyses. The passive control section utilized VGs at 20°, 40°, and 60°, while the active control section employed constant blowing at flow rates of 1 m³/h and 2 m³/h. VGs were placed on 25% of the wing, and the blowing holes were placed on 60% of the wing. Experiments were conducted at speeds of 10 m/s and 12 m/s and Reynolds numbers of 8.3×10⁴ and 10⁵, examining a total of twelve conditions with the bare wing and the combinations of the control systems. The results showed that for a speed of 10 m/s, a 6° delay in the stall angle and a 20% improvement in the maximum CL value were achieved. For a speed of 12 m/s, a 4° delay in the stall angle and a 15.3% improvement in the maximum CL value were observed. In enhancing wing performance, the effects of VGs were more significant due to their closer proximity to the leading edge. The flow disrupted by the VGs was regulated by active control, resulting in higher performance than the individual improvements of the control mechanisms. Analyzing the CD values, it was noted that drag decreased as the stall angle was postponed. Comparing pre-stall drag values of all wings, for 10 m/s, the maximum difference was 22% between the VG60+1 wing and the VG20+2 wing, while for 12 m/s, the maximum difference was 20.5% between the VG20+2 wing and the VG20+1 wing. Numerical calculations helped visualize the flow field and the area around the wing, providing a better understanding of the control mechanisms' effects.
Benzer Tezler
- Aktif akış kontrol ve otonom kontrol yöntemlerinin birlikte insansız hava araçları üzerine uygulaması
Application of active flow control and autonomous control methods on unmanned aerial vehicles
ÖZTÜRK ÖZDEMİR KANAT
Doktora
Türkçe
2020
Havacılık MühendisliğiErciyes ÜniversitesiSivil Havacılık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞRUL OKTAY
- Span morphing rotorcrafts: Performance analysis and mechanism selection
Döner kanatlarda değişken pal açıklığı: performans analizi ve mekanizma seçimi
ÖYKÜ ETÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGE ÖZDEMİR
- Sdbd (surface dıelektrıc barrıer dıscharge) plazma teknolojisinin hava aracı aerodinamiğine olan etkilerinin analiz edilmesi
Analysis of the effects of sdbd (surface dielectric barrier discharge) plasma technology on aircraft aerodynamics
NESİJ ÜNAL
Doktora
Türkçe
2025
Havacılık ve Uzay MühendisliğiErciyes ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞRUL OKTAY
- Control of leading edge vortex and three-dimensional surface separation on a non-slender delta wing using passive and active techniques
Düşük ok açılı delta kanatlar üzerindeki hücum kenarı girdaplarının ve üç boyutlu yüzey akış ayrılmalarının pasif ve aktif teknikler ile kontrolü
CENK ÇETİN
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET METİN YAVUZ
- The effect of twist distribution on rotor performance and its applications on rotor blades
Burulma açısının rotor performansı üzerindeki etkisi ve rotor kanatlarında burulma açısı değişimi uygulama yöntemleri
TACETTİN SANCAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGE ÖZDEMİR