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
- Tez No: 945637
- Danışmanlar: PROF. DR. TUĞRUL OKTAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Uçak Mühendisligi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Günümüzde, hava araçlarının aerodinamik performansını artırmak için aktif ve pasif akış kontrol yöntemleri kullanılmaktadır. Pasif akış kontrol yöntemlerinde dışarıdan enerji verilmeden performans iyileştirmesi sağlanırken, aktif akış kontrolünde sistemdeki enerjiden faydalanılarak nesne etrafındaki hareket, gövde yapısında herhangi bir değişiklik olmaksızın kontrol edilir. Günümüzde kullanılan bazı pasif akış kontrol yöntemleri arasında nesnenin arkasına bir ayırıcı plaka yerleştirilmesi, yüzey pürüzlülüğü veya yüzeye yerleştirilen tel benzeri akış bozucu elemanların kullanımı, keskin köşelerin yuvarlatılması, nesnenin belirli bölgelerine açılan yarıklar/delikler veya nesnenin önüne yerleştirilen bir kontrol çubuğu ile akışın kontrol edilmesi gibi yöntemler bulunmaktadır. Aktif akış kontrolünde kullanılan yöntemler ise yüzeylerin şekillendirilmesi, sıfır net kütle akış aktüatörleri, sıfır olmayan net kütle akış aktüatörleri, hareketli nesne/yüzey aktüatörleri, esnek ve yer değiştirebilen kanatlar ve plazma destekli aktüatörlerdir. Son yıllarda, aktif ve pasif kontrol yöntemlerinin birleştirilmesiyle hibrit kontrol yöntemleri de geliştirilmiştir. Bu çalışmada, aktif akış kontrolü sınıfında yer alan plazma aktüatörleri üzerine bir araştırma gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın kapsamı; plazma tipi ve kanat profil tipinin seçimi, eyleyiciler için uygun bir kanat tasarımı ve üretimi, kanadın akış ayrılma noktalarını belirlemek için deneysel ve hesaplamalı çalışmalar, plazma aktüatörlerin kanat üzerine yerleştirilmesi, rüzgar tüneli testlerinin yapılması ve yapay sinir ağları kullanılarak test sonuçlarının değerlendirilmesini içermektedir. Böylece bu çalışma, bir kanat profilinin aerodinamik performansını artırmak için plazma aktüatörlerinin kullanımını incelemekle birlikte; menzil yada havada kalış süresini artırmak amacıyla taşıma-sürükleme oranının (L/D) optimize edilmesini, maksimum taşıma katsayısının (CL) artırılması yoluyla kanat alanında potansiyel azaltmalar sağlanmasını ve deneysel, hesaplamalı ve makine öğrenimi yaklaşımlarını çalışmaya entegre ederek kapsamlı bir analiz sunmayı amaçlamaktadır. Ayrıca çalışma sonunda; akış görselleştirme ve simülasyonlara dayalı olarak kanat profilinin kritik bölgelerinde hedeflenen akış kontrolünü sağlayan yenilikçi bir aktüatör yerleştirme yöntemi de geliştirilmiştir. Sonuç olarak, plazma aktüatörlerin eklenmesi ile kanat profilinin aerodinamik özelliklerini etkileyen taşıma katsayısı (CL), sürükleme katsayısı (CD) ve taşıma-sürükleme oranı (CL/CD = L/D) değerlerindeki değişimler analiz edilmiştir. Buna bağlı olarak plazmanın belirli bir parametre rejimi dâhilinde sağladığı avantajlar matematiksel olarak ortaya konulmuştur. Yapılan testler sonucunda, aktüatörler açıkken 150.000 Reynolds sayısı için CL ve CL/CD değerlerinde sırasıyla %65 ve %161 artış gözlemlenmiştir. Bu çalışma, plazma aktüatörlerinin akış kontrolü potansiyelini vurgulamakla kalmayıp, deneysel ve hesaplamalı araçların ileri modelleme teknikleriyle entegre edilmesi için bir çerçeve sunarak daha verimli havacılık tasarımlarının önünü açmaktadır.
Özet (Çeviri)
Nowadays, active and passive flow control methods are used to improve the aerodynamic performance of aerial vehicles. While passive flow control methods achieve performance improvement without the use of external energy, active flow control manages motion around the object by utilizing energy within the system without requiring structural changes to the body. Some commonly used passive flow control methods include placing a separator plate behind the object, using surface roughness or wire-like flow-disrupting elements on the surface, rounding sharp corners, creating notches or slits in specific regions of the object, or using a control rod placed in front of the object to manage flow. On the other hand, active flow control methods include deforming surfaces, zero net mass flow actuators, non-zero net mass flow actuators, moving object/surface actuators, flexible and displaceable blades, and plasma-assisted actuators. In recent years, hybrid control methods, which combine both active and passive control techniques, have also been developed. In this study, plasma actuators, which are classified under active flow control, were investigated. The scope of the study includes selecting the plasma and airfoil type, designing and manufacturing a suitable wing structure for actuators, performing experimental and computational studies to determine flow separation points of the wing, placing plasma actuators on the wing, conducting wind tunnel tests, and analyzing the results using artificial neural networks. Thus, this study aims to explore the use of plasma actuators to improve the aerodynamic performance of an airfoil, optimize the lift-to-drag ratio (L/D) to enhance range and endurance, increase the maximum lift coefficient (CL) to allow potential reductions in wing area, and integrate experimental, computational, and machine learning approaches for a comprehensive analysis. Based on flow visualization and simulations, an innovative actuator placement method was developed to ensure targeted flow control at critical regions of the airfoil. As a result, variations in the lift coefficient (CL), drag coefficient (CD), and lift-to-drag ratio (CL/CD = L/D), which affect the aerodynamic characteristics of the airfoil, were analyzed. Correspondingly, the advantages of plasma actuators within a specific parameter regime were mathematically demonstrated. Test results revealed an increase of 65% in CL and 161% in CL/CD values at a Reynolds number of 150,000 when the actuators were active. This study not only highlights the potential of plasma actuators for flow control but also provides a framework for integrating experimental and computational tools with advanced modeling techniques, paving the way for more efficient aerospace designs.
Benzer Tezler
- Yüzey dielektrik bariyer deşarj plazmanın bazı mikroorganizmalara ve gıda küflenmesine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of surface dielectric barrier discharge plasma on some microorganisms and food mold growth
EMİNE CEREN KÜTÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAMER AKAN
- Kronik böbrek hastalarında hematolojik parametrelerin hasta ve böbrek progresyonu ile ilişkisi
Association with hematological parameters and progression of pati̇ent and kidney disease
HİLAL KAYMAZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2018
NefrolojiSağlık Bilimleri Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM GÜNEY
- Üniversite öğrencilerinin yeme tutum ve sağlıklı yaşam biçimi davranışlarının saptanması
Determination of eating attitudes and healthy lifestyle behaviors of university students
BURCU AKGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Beslenme ve DiyetetikOkan ÜniversitesiBeslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FUNDA ŞENSOY
- Son dönem böbrek yetmezliği hastalarında sistemik inflamasyonun değerlendirilmesinde yeni bir biyomarker: Sistemik immun inflamasyon indeksi
Başlık çevirisi yok
MERVE DİRİL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
İç HastalıklarıSağlık Bilimleri Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜRVET YILMAZ
- Çevresel planlamalara altlık bir coğrafi bilgi sistemi tasarımı ve uygulaması: Trabzon İl Bilgi Sistemi (TİBİS) modeli
Design and application of geographic information system (GIS) for environmental planning database purpose: A model of Trabzon Information System
SELÇUK REİS
Doktora
Türkçe
2003
Jeodezi ve FotogrametriKaradeniz Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. TAHSİN YOMRALIOĞLU