Aerodynamic coefficients derivation at longitudinal axis for cessna 172 skyhawk
Cessna 172-skyhawk için boylamsal eksende aerodinamik katsayıların elde edilmesi
- Tez No: 972444
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL, DOÇ. DR. ALİ RUHŞEN ÇETE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Rüzgar tüneli, Uçak performansı, Computational fluid dynamics (HAD), Wind tunnel, Aircraft performance
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Cessna 172 Skyhawk, genel havacılıkta yaygın olarak kullanılan bir uçak olup; güvenilirliği, kararlılığı ve basitliği sayesinde özellikle pilotaj eğitimi ve özel uçuş operasyonlarında tercih edilmektedir. Belirgin aerodinamik karakteristikleri, dengeli düşük hız performansı ve oturmuş performans eğrileri nedeniyle bu uçak, akademik çalışmalarda sıklıkla referans platform olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, Cessna 172 uçağının farklı hücum açıları (AoA) altındaki aerodinamik performansını değerlendirmek ve bu koşullarda ortaya çıkan kaldırma (CL) ve sürükleme (CD) katsayılarının davranışını incelemektir. CL ve CD üzerindeki AoA etkisi uçuş aerodinamiği literatüründe kapsamlı biçimde incelenmiş olsa da, bu çalışmanın özgün yönü, hem sayısal (CFD) hem de deneysel (rüzgar tüneli) verilerin entegre edilerek doğrudan karşılaştırma ve doğrulama yapılmasına imkân tanımasıdır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) simülasyonları, özellikle düşük Reynolds sayılarında ve geçişli (transition) akış rejimlerinde güçlü bir öngörü aracıdır. Ancak bu tür sayısal analizlerde ağ (mesh) kalitesi, türbülans modeli ve geçiş modeli gibi unsurlar sonuçların güvenilirliğini doğrudan etkiler. Bu nedenle CFD çıktılarının rüzgar tüneli verileriyle doğrulanması, simülasyonların bilimsel geçerliliği açısından zorunludur. Bu tez kapsamında, ANSYS Fluent ortamında gerçekleştirilen CFD analizleri ile 1:20 ölçekli Cessna 172 modeli üzerinde yapılan rüzgar tüneli deneyleri karşılaştırılmıştır. Farklı hücum açıları için CL–α ve CD–α eğrileri oluşturulmuş, hem eğilim benzerlikleri hem de sayısal–deneysel uyum düzeyleri sistematik biçimde değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, genel havacılık uçaklarının aerodinamik modelleme doğruluğunu artırmaya ve CFD yönteminin öngörücü gücünü değerlendirmeye yönelik anlamlı bir bilimsel katkı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The Cessna 172 Skyhawk is a widely utilized aircraft in general aviation, particularly favored for pilot training and private flight operations due to its reliability, stability, and simplicity. Owing to its well-defined aerodynamic characteristics, balanced low-speed handling, and established performance curves, the aircraft is frequently adopted as a reference platform in academic studies. The primary objective of this study is to evaluate the aerodynamic performance of the Cessna 172 under varying angles of attack (AoA), and to investigate the behavior of the corresponding lift (CL) and drag (CD) coefficients under these conditions. Although the influence of AoA variations on CL and CD has been extensively examined in the flight aerodynamics literature, the originality of this work lies in its integration of both computational (CFD) and experimental (wind tunnel) data to enable a direct comparison and validation process. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations serve as a powerful predictive tool, particularly in analyses involving low Reynolds numbers and transitional flow regimes. However, in such numerical approaches, factors such as mesh quality, turbulence modeling, and transition modeling have a direct impact on the reliability of the results. Therefore, validating CFD outcomes through wind tunnel experiments is a scientific necessity to ensure the credibility of the simulations. Within the scope of this thesis, CFD analyses conducted in the ANSYS Fluent environment are compared with wind tunnel data obtained using a 1:20 scale model of the Cessna 172. The CL–α and CD–α curves are constructed for various angles of attack, and both trend similarities and numerical–experimental agreement levels are systematically evaluated. The results provide a meaningful scientific contribution toward improving the accuracy of aerodynamic modeling for general aviation aircraft and assessing the reliability of CFD as a predictive methodology.
Benzer Tezler
- Yapay sinir ağları ve genetik algoritmaların uçuş kontrol sistemlerine uygulanması
Başlık çevirisi yok
ALİ MOUMİN
- Düzgün doğrusal yatay uçuş yapan bir uçağın kararlılık türevlerinin bulunuşu ve kararlılığın analizi
Calculation of stability derivatives for an aircraft which has a longitudinal steady state flight
RAHMİ AYKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN TAŞALTIN
- Capturing aerodynamic characteristics of attas aircraft with evolving intelligent system
Evrilen akıllı sistem ile attas uçağının aerodinamik özelliklerinin yakalanması
AYDOĞAN SOYLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUFAN KUMBASAR
- A4 uçağı için geliştirilmiş otopilot tasarımı
Autopilot design for A4 aircraft
İBRAHİM CAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELBRUS CAFEROV
- Sabit kanatlı insansız hava aracının daldırma ve değişmezlik yöntemiyle doğrusal olmayan uçuş kontrolü
Nonlinear flight control of fixed wing unmanned aerial vehicle via immersion and invariance methodology
FIRAT ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAPRAK YALÇIN