NACA66 serisi kanat profillerinde pasif akış kontrolünün sayısal ve istatistiksel incelemesi
A numerical and statistical study on passive flow control for NACA 66 series airfoils
- Tez No: 971259
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TANER ÇOŞGUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, pasif akış kontrol yöntemlerinden biri olan vorteks yapıcıların deniz mühendisliği uygulamalarındaki potansiyel kullanımı incelenmiştir. Özellikle, pervane tasarımlarında sıklıkla kullanılan NACA 66(A)08 kanat profili üzerinde vorteks yapıcıların aerodinamik etkileri araştırılmış; sınır tabaka ayrılmasını geciktirerek kaldırma kuvveti katsayısını artırma ve sürüklemeyi azaltma hedeflenmiştir. Ayrıca çalışmada NACA 4415 profili referans alınarak doğrulama analizleri gerçekleştirilmiş ve sonuçlar literatürdeki deneysel verilerle karşılaştırılarak sayısal modelin güvenilirliği sağlanmıştır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) simülasyonları Simcenter Star-CCM+ yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiş ve türbülans modellemesinde standart k−ε modeli tercih edilmiştir. Sonsuz kanat varsayımı altında yapılan simülasyonlarda, kanat profiline farklı konumlarda yerleştirilen üçgen formdaki vorteks yapıcıların profil performansı üzerindeki etkileri detaylı şekilde analiz edilmiştir. Analizlerde, NACA 66(A)08 profiline uygulanan vorteks yapıcıların farklı konumlara (55 mm–80 mm) yerleştirilmesiyle elde edilen kaldırma kuvveti katsayısı (CL) değerleri incelenmiş ve optimum konum belirlenmiştir. Bunun yanında, Taguchi deney tasarımı kullanılarak vorteks yapıcının konumu, yüksekliği, açısı ve aralığı gibi tasarım parametrelerinin sistematik bir şekilde optimizasyonu yapılmıştır. Tezde elde edilen bulgular, vorteks yapıcıların doğru konumlandırılması halinde hem kaldırma kuvvetini artırdığını hem de akış ayrılmasını geciktirdiğini ortaya koymuştur. Bu durum, denizcilik uygulamalarında örneğin gemi dümeni, pervane yakını veya denizaltı kanatçıklarında bu tür pasif kontrol sistemlerinin kullanılmasının hidrodinamik verimliliği artırabileceğini göstermektedir. Ayrıca, grid yakınsama analizi (GCI) ile yapılan belirsizlik değerlendirmeleri, sayısal çözüm sonuçlarının güvenilirliğini doğrulamıştır. Sonuç olarak, bu tez çalışması, gemi ve denizaltı gibi su altı taşıtlarının yüzeylerinde pasif akış kontrol sistemlerinin uygulanabilirliğini ve performans artışına etkisini sayısal olarak ortaya koymakta ve bu alanda yapılacak daha ileri çalışmalar için temel oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the potential application of passive flow control methods, particularly vortex generators, in marine engineering. The study focuses on the NACA 66(A)08 airfoil, commonly used in propeller design, and examines the aerodynamic effects of vortex generators mounted on the surface. The primary objective is to delay boundary layer separation and thereby increase the lift coefficient while reducing drag. The NACA 4415 profile is also used as a reference for validation, with numerical results compared against experimental data from the literature to ensure model accuracy. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are conducted using Simcenter Star-CCM+ software, with the standard k−ε model applied for turbulence modeling. Under the infinite wing assumption, various configurations of triangular vortex generators are placed at different chordwise positions, and their impact on aerodynamic performance is analyzed in detail. For the NACA 66(A)08 profile, vortex generators are positioned between 55 mm and 80 mm from the leading edge, and the resulting lift coefficient (CL) values are evaluated to determine the optimal placement. Additionally, the Taguchi design of experiments method is used to systematically assess the influence of parameters such as position, height, angle, and spacing. The findings demonstrate that properly positioned vortex generators significantly improve lift and delay flow separation. This suggests that such passive control systems can be effectively used in marine applications, such as on rudders, near propellers, or submarine control surfaces, to enhance hydrodynamic efficiency. Furthermore, Grid Convergence Index (GCI) analysis is used to evaluate numerical uncertainty and confirms the reliability of the simulation results. In conclusion, this thesis presents a comprehensive numerical study on the application of passive flow control devices on submerged marine surfaces, providing valuable insights for future performance enhancement studies in marine vehicle design.
Benzer Tezler
- Yatay eksenli sualtı akıntı türbinlerinde kavitasyon olgusunun deneysel ve lineer olmayan sayısal yöntemler ile incelenmesi
Investigation of cavitation phenomenon in horizontal axis marine current turbine by experimental and nonlinear numerical methods
MEHMET SALİH KARAALİOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- NACA 66-210 kanat profilinin farklı hücum açısı ve hız koşullarında aerodinamik performans ve yapısal dayanım analizi
Aerodynamic performance and structural strength analysis of NACA 66-210 wing profile under different angles of attack and speed conditions
ETEM POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiUşak ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH YILDIZ
- Bir airfoil üzerindeki akış ayrılmasının kanat üzerine açılan boşlukla kontrolü
Control of flow seperation on an airfoil with cavity
MEHMET ÇOBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN ÖZTÜRK
- Quantifying uncertainties in numerical predictions of dynamic cavitation
Dinamik kavitasyonun sayısal tahminlerindeki belirsizliklerin ölçümü
ERDİNÇ KARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER KEMAL KINACI
DR. ARTUR K. LIDTKE