NACA 4412 kanat profilinin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) sonuçları ile deneysel verilerinin karşılaştırılması
Comparison of Computational Fluid Dynamics (CFD) results andexperimental data for the NACA 4412 airfoil
- Tez No: 995659
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN YAPICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Mechanical Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Başkent Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri ve Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Savunma Platformları Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Rüzgâr enerjisi ve havacılık uygulamalarında yaygın olarak kullanılan NACA 4412 kanat profilinin aerodinamik performansı, bu çalışmada Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemleri ile incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı Spalart-Allmaras, 𝑘 − 𝜀 ve 𝑘 − 𝜔 SST türbülans modellerinin, profilin taşıma (𝐶𝐿) ve sürükleme (𝐶𝐷) katsayılarını öngörmedeki başarılarını literatürdeki deneysel verilerle kıyaslamaktır. Analizler, ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak iki boyutlu, sıkıştırılamaz ve daimî akış koşullarında, 3 × 106 Reynolds sayısında ve ile 20∘ hücum açısı aralığında gerçekleştirilmiştir. NACA 4412 profilinin aerodinamik performans analizlerinde 𝑘 − 𝜔 SST modeli, taşıma katsayısı (𝐶𝐿) tahmininde sergilediği ortalama %3,35 hata payı ile diğer modellere (S-A: %5,26, 𝑘 − 𝜀: %6,58) karşı üstünlük sağlamıştır. Deneysel verilerde 13∘ -14∘ aralığında gözlemlenen stall başlangıcını 16∘ açısında öngörerek akış ayrılması fiziğini gerçeğe en yakın şekilde modelleyen tek yapı 𝑘 − 𝜔 SST olmuştur. Diğer modellerin stall açısını 18∘ bandına kadar geciktirerek 'iyimser' sonuçlar ürettiği tespit edilmiştir. Aerodinamik verimlilik analizlerinde, modeller arasındaki farklar stall sonrası bölgede %30 seviyelerine ulaşmış; sayısal modellerin maksimum verimlilik açılarını -7 ∘ başarıyla tespit etmesine rağmen, mutlak değerlerdeki sapmaların RANS tabanlı 'tamamen türbülanslı akış' varsayımından kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Bu çalışma, karmaşık ayrılmalı akışların öngörülmesinde 𝑘 − 𝜔 SST modelinin hibrit yapısının kritik önemini sayısal verilerle kanıtlamıştır.
Özet (Çeviri)
The aerodynamic performance of the NACA 4412 airfoil, which is widely utilized in wind energy and aviation applications, was investigated in this study using Computational Fluid Dynamics (CFD) methods. The primary objective of the study is to compare the performance of the Spalart-Allmaras, Spalart-Allmaras, 𝑘 − 𝜀 and 𝑘 − 𝜔 SST turbulence models in predicting the lift (𝐶𝐿 ) and drag (𝐶𝐷) coefficients of the airfoil against experimental data from the literature. Analyses were conducted using ANSYS Fluent software under twodimensional, incompressible, and steady-state flow conditions at a Reynolds number of 3 × 106 , covering an angle of attack range from 0 ∘ to 20 ∘ . In the aerodynamic performance analyses of the NACA 4412 airfoil, the 𝑘 − 𝜔 SST model demonstrated superior performance over other models (S-A: 5.26%, 𝑘 − 𝜀: 6.58%) with an average error rate of 3.35% in predicting the lift coefficient (𝐶𝐿 ). The 𝑘 − 𝜔 SST model was the only structure to capture the flow separation physics closest to reality by predicting the stall onset—observed between 13∘ and 14∘ in experimental data—at an angle of 16∘ . It was determined that other models produced 'optimistic' results by delaying the stall angle up to the 18∘ band. In aerodynamic efficiency analyses, while the differences between the models reached levels of 30% in the post-stall region, numerical models successfully identified the maximum efficiency angles at 6 ∘ -7 ∘ . However, it was concluded that deviations in absolute values originated from the RANS-based 'fully turbulent flow' assumption. This study provides numerical evidence of the critical importance of the SST model's hybrid structure in predicting complex separated flows.
Benzer Tezler
- A reduced order data driven approach for shape optimization of hull vane
Tekne kıç kanadı şekil optimizasyonu için mertebesi düşürülmüş veri odaklı bir yaklaşım
CİHAD ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEVRİM BÜLENT DANIŞMAN
- Naca 4415 rüzgâr türbini kanat profilinde firar kenarı etkisinin incelenmesi
Investigation of the trailing edge effect at the naca 4415 wind turbine airfoil
ENİS DİLMAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK KÖSE
- Bir ses altı rüzgar tünelinin performansının ve bazı modeller üzerindeki akışın deneysel ve bilgisayar destekli analizi
Experimental and computer aided analyses of a subsonic wind tunnel performance and flow over some models
BARIŞ ÖNEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Teknik EğitimKocaeli ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ ÇINAR
- Kuş çarpmalarından hasar görmüş uçak kanatlarının aerodinamik yapısının incelenmesi
Investigation of aerodynamic structure of aircraft wings damaged by bird strikes
MUHAMMET KAAN ÇEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET SEHA TATLIER
- Pervanenin girdap kafes yöntemiyle aerodinamik analizi
Aerodynamic analysis of a propeller by vortex lattice method
NİHAN ELMAS BAŞGÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN