Control of flow structure on non-slender delta wing using bio inspired edge modifications
İnce olmayan delta kanatlarda doğadan esinlenilmiş hücum kenarı modifikasyonları ile akış kontrolü
- Tez No: 974940
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET METİN YAVUZ, DR. GÖKTUĞ KOÇAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Düşük ok açılı, ya da ince olmayan, delta kanatlar, düşük yapısal ağırlık oranı ve yüksek manevra yetkisi nedeniyle genel olarak savaş uçaklarında, insansız hava araçlarında ve mikro hava araçlarında kullanılmaktadır. Ancak, yüksek ok açılı delta kanatlara kıyasla, bu kanatların daha düşük taşıma kuvvetleri ve erken perdövites eğilimi gösterirler. Akış kontrol metotlarının kullanılmasıyla bu kanatlardaki aerodinamik performans iyileştirilebilir. Bu çalışmada, doğadan esinlenilmiş hücum kenarı modifikasyonlarının düşük ok açılı delta kanatlar üzerindeki aerodinamik performansa etkisi ve bu kanatlar üzerindeki yer etkisi, kuvvet ölçümleri, yüzey basınç ölçümleri ve yüzeye yakın PIV yöntemleri ile incelenmiştir. Sinusoidal ve testere diş hücum kenarı modifikasyonların etkisini incelemek için toplamda yedi tane keskin kenarlı, 45-derece ok açısına sahip delta kanat kullanılmıştır. Sinusoidal hücum kenarı modifikasyonları kambur balinaların göğüs yüzgecinde bulunan yumrulardan, testere diş kanatlar ise baykuş tüylerinin hücum kenarında bulunan çıkıntılardan esinlenilerek tasarlanmıştır. Aerodinamik katsayıları sonuçları, doğadan esinlenilmiş kanat modifikasyonlarının perdövitesi ertelediği, daha yumuşak bir perdövites karakteristiği gösterdiği ve perdövites sonrasında taşıma kuvvetinde artış sağladığı gözlemlenmiştir. Yüzeye yakın PIV ölçümleri, yüksek hücum açılarında referans kanat modeli için büyük ölçekli üç boyutlu akış ayrılması gerçekleştiğine işaret etmektedir. Diğer yandan, modifiye kanatların bu ayrılmayı ertelediği görülmüştür. Testere diş kanat modelinin düşük hücum açılarında özgün bir akış yapısına sahip olduğu ve birden fazla ayrılma çizgilerinin olduğu gözlemlenmiştir. Bu durum çoklu anafor oluşumuna işaret etmektedir. Yer etkisi sonuçları yere yakınlık arttıkça maksimum taşıma kuvvetinin bütün kanat modelleri için arttığını, fakat perdövites açısının yer etkisinden bağımsız olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Non-slender delta wings are commonly used in fighter jets, unmanned aerial vehicles, and micro air vehicles due to their low structural weight-to-takeoff-weight ratio and high maneuverability. However, compared to slender delta wings, they typically produce lower maximum lift and tend to stall at lower angles of attack. The implementation of flow control methods can help improve their aerodynamic performance. In the present study, the effects of the bio-inspired leading-edge modifications on the aerodynamic performance and flow structure of non-slender delta wing models, both in and out of ground effect, were investigated using force, surface pressure, and near-surface PIV measurements. Seven different sharp-edged delta wing models with a 45-degree sweep angle were used to study the effect of sinusoidal and saw-tooth leading-edge modifications. Sinusoidal leading-edge wing designs were inspired by the leading-edge tubercles of the humpback whales, and the saw-tooth wing designs were inspired by the leading-edge serrations of owl feathers. The results of the aerodynamic coefficients indicate that the bio-inspired wing modifications delay the stall angle, produce smoother stall characteristics, and enhance post-stall lift. Near-surface PIV measurements show that at high angles of attack, large-scale three-dimensional surface separation appears on the planform for the base wing, whereas the modified wings reduce or delay this separation. A distinct flow pattern is observed for the saw-tooth wing at low angles of attack, indicating the footprint of multiple leading-edge vortices. Ground effect measurements show increased maximum lift for all the wings as the ground clearance decreased, while the stall angle remained nearly constant.
Benzer Tezler
- Control of flow structure on 45 degree swept delta wing using passive bleeding
45 derece ok açılı delta kanatların pasif akıtma yöntemi ile kontrolü
BURCU KARAGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ
- 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
- Effect of bleed opening ratio on flow structure of a nonslender delta wing
Akıtma açıklık oranının ince olmayan delta kanat üzerindeki akışa etkisi
KAYACAN KESTEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ
- Numerıcal sımulatıons on vortex domınated delta wıngs wıth anısotropıc adaptıve mesh generatıon
Ani̇zotropi̇k uyarlanabi̇li̇r ağ üreti̇mi̇ i̇le gi̇rdap etki̇li̇ delta kanatlar üzeri̇nde sayisal si̇mülasyonlar
HÜSEYİN AKGÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞAHİN
- Pasif akıtma tekniğinin ince olmayan bir delta kanadın aerodinamik performansına etkisinin yer etkisi durumunda incelenmesi
Investigation of the effect of passive bleeding technique on the aerodynamic performance of a non-slender delta wing in ground effect
OĞUZHAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT KADRİ AKTAŞ