Bir güneş arabası için farklı kanat profillerinin deneysel olarak değerlendirilmesi

Yıl 2019, Cilt: 10 Sayı: 2, 569 - 580, 20.06.2019

Cem Onat Mahmut Daşkın , Mehmet Altuğ , Abdullah Turan

https://doi.org/10.24012/dumf.413979

Öz

Araba tasarımında önemli konulardan biri sürükleme kuvvetinin
minimizasyonudur. Bir aracın
geometrisine bağlı olarak elde edilen sürükleme katsayısını azaltmak geometrik
boyutları ve hızı bilinen aracın hava direnç kaybının düşürülmesiyle mümkündür.
Cisim dış formundan dolayı ne derece hava akışında az bozuntuya neden olursa
sürükleme katsayısı ve bununla birlikte sürükleme kuvveti de o derece düşük olur.

                                              

Bu çalışmada bir güneş
arabasının dış geometrisi için düşünülen 4 farklı kanat profilinin hava akışı
içerisinde maruz kaldığı sürükleme kuvvetleri analiz edilmiştir. Bunun için
geometrik olarak birbirinden farklı bu kanat modelleri 3D yazıcıda imal edilmiştir.
Deneylerde hücum açısı α=0° olarak kullanılmıştır. Deneylerde kullanılan hava
akım hız değerleri güneş arabasının ortalama hız değerlerine karşılık
gelmektedir. Deneysel olarak elde edilen veriler ile kullanılan profillerin
sürükleme katsayısı (C_d) değerleri belirlenmiştir. Sonuç olarak,
sürükleme katsayıları, hacimleri, projeksiyon alanları ve yüzey alanları
birlikte göz önüne alınarak profillerin genel değerlendirilmesi yapılarak güneş
arabası dış kabuğu olarak kullanılabilirliği açısından optimum kanat profili
belirlenmeye çalışılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Sürüklenme kuvveti, Aerodinamik, Reynolds sayısı, Güneş arabası

Kaynakça

• Altınışık, A., Kütükçeken, E., Yemenici O., Umur H., (2014). Gerçek araç modeli üzerinde deneysel ve sayısal aerodinamik analizler. OTEKON’ 7. Otomotiv Teknolojileri Kongresi, Bursa.
• Bak, C., Fuglsang, P., Johansen, J., Antoniou, I., (2000), Wind tunnel tests of the NACA63-415 and a modified NACA63-415 airfoil, Risø National Laboratory, Technical University of Denmark, Roskilde.
• Düz, H, (2016), Rüzgar türbinleri için, farklı kanat profillerinin sayısal olarak test edilmesi, Apjes IV-II, 41-51.
• Güleren, K., M., ve Demir, S., (2011), "Rüzgar Türbinleri İçin Düşük Hücum Açılarında Farklı Kanat Profillerinin Performans Analizi" Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 31,2, 51-59.
• Heisler, H., (2002), Advanced vehicle technology, second edition, Butterworth– Heinemann, Great Britain.
• Holman J. P., (1971), Experimental methods for engineers, Mc Graw Hill Book Company, 37-52.
• Maulana, M., I., Qaedy, T., M., Nawawi, M., (2016), "Design analysis of vertical wind turbine with airfoil variation" Proceeding of the 4th International Conference and Exhibition on Sustainable Energy and Advanced Materials (ICE-SEAM 2015), 1717.
• Michael, S., S. and Bryan, D., G., (2002), "Wind Tunnel Aerodynamic Tests of Six Airfoils for Use on Small Wind Turbines" National Renewable Energy Laboratory, Period of Performance.
• Onat, C., Kepçeler, T., Orgül, O.B., (2004), Rüzgar türbini kanatlarının katı modellemesi, Mühendis ve Makine Dergisi, 45, 533, 10-17.
• Onat, C., Canbazoğlu S., (2007), Wind energy potential of Southeast Anatolia Region of Turkey and an optimum wind turbine propeller design for Siverek, Energy Exploration and Exploitation, 25, 2, 107-121.
• Parezanovic, V., Rasuo, B., Adzic, M., (2006), ''Design of Airfoils for Wind Turbine Blades'' The French-Serbian European Summer University: Renewable Energy Sources and EnvironmentMultidisciplnary Aspect, 17-24, Rnjačka Banja, Serbia.
• Shan, H., Jiang, L., Liu, C., (2005), Direct numerical simulation of flow separation around a NACA0012 airfoil, Computers&Fluids 34, 1096–1114.
• Şahin, İ., ve Acır, A., (2016), ''Numerical and experimental ınvestigations of lift and drag performances of NACA 0015 wind turbine airfoil'' International Journal of Materials, Mechanics and Manufacturing, 3(1): 22-25.
• Tangler, J., T., Somers, D., M., (1995), "NREL Airfoil Families for HAWT" Proc. Wınd Power '95, Washington D.C., ABD, 117-123.
• White, M.F., (2004). “Akışkanlar Mekaniği”, McGraw Hill, London, 210-220.
• Yılmaz, İ., Çam, Ö., Taştan, M., Karcı, A., (2016), ''Farklı rüzgar kanat profillerinin aerodinamik performanslarının deneysel incelenmesi'' Journal of Polytechnic, 19 (4): 577-584.
• Yao, J., Yuan, W., Wang, J., Xie, J., Zhou, H., Peng, M., Sun, Y., (2012), ''Numerical simulation of aerodynamic performance for two dimensional wind turbine airfoils,'' International Conference on Advances in Computational Modeling and Simulation, Procedia Engineering 31: 80 – 86.