Araştırma Makalesi

Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi

Cilt: 40 Sayı: 1 16 Ağustos 2024
PDF İndir
TR EN

Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi

Öz

Sürekli büyüyen havacılık sektöründe uçuş sayısının artması nedeniyle uçakların karbon ayak izi de artış göstermektedir. Uçakların aerodinamik performansının iyileştirilmesi kritik bir gereklilik haline gelmiştir. Bu nedenle, uçak bileşenlerinin tasarımında aerodinamik şekil optimizasyonu (ASO) büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, transonik rejimde N2A-EXTE hava aracının geometrisi optimize etmek için açık kaynaklı araçlar kullanılarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) tabanlı parametrik bir ASO çerçevesi tasarlanmıştır. Sunulan ASO çerçevesi kullanılarak elde edilen sonuçlar, N2A-EXTE hava aracı için maksimum olarak %10’luk göreceli iyileştirme yaptığını göstermiştir. Optimize edilmiş aerodinamik yüzeylerin üzerindeki basınç dağılımı ve süpersonik bölgelerin başlangıç geometrisi ile kıyaslanması sonucunda yapılan göreceli iyileştirmenin nedenleri ortaya konmuştur. Ayrıca N2A-EXTE hava aracı için oluşturulan yeni tasarımlar için hacim, yüzey alanı ve boylamsal statik kararlılık karakteristiği açısından orijinal hava aracı geometrisi ile kıyaslanmıştır. Gerçek bir hava aracı üzerinde yapılan optimizasyon çalışmaları mevcut çalışmada önerilen ASO çerçevesinin yeterince kararlı olduğunu ve iyi çalıştığını ortaya koymuştur. Bu çalışmada tasarlanan ASO çerçevesinde yer alan açık kaynak yazılımlar başka tasarım araçları ile yer değiştirilebilir olup farklı havacılık uygulamalarında ve hava araçlarının ön tasarım aşamalarında kolaylıkla kullanılabilmektedir. Mevcut çalışmada sunulan ASO çerçevesi gelecekte yapılacak çok disiplinli ASO çalışmasının ilk adımı olarak düşünülebilir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. 1. Liebeck R. H., Design of the blended wing body subsonic transport, Journal of Aircraft, 41 (1), 10-25, 2004.
  2. 2. İnternet: Hicks, R. M., Murman, E. M., Vanderplaats, G. N. An assessment of airfoil design by numerical optimization. Technical Report NASA TM X-3092. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740020369. Yayın tarihi Temmuz 1, 1974, Erişim Tarihi: Haziran 15, 2023.
  3. 3. Hicks R. M., Henne P. A., Wing design by numerical optimization, Journal of Aircraft, 15 (7), 407-412, 1978.
  4. 4. Jameson A., Aerodynamic design via control theory, Journal of Scientific Computing, 3, 233-260, 1988.
  5. 5. Drela M., Pros and Cons of Airfoil Optimization, Frontiers of computational fluid dynamics, Editör: D. A. Caughey and M. M. Hafez, World scientific, Singapore, 363–381, 1998.
  6. 6. Hicken J. E., Zingg D. W., Aerodynamic optimization algorithm with integrated geometry parameterization and mesh movement, The American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal, 48 (2), 400-413, 2010.
  7. 7. Hicken J. E., Zingg D. W., Induced-drag minimization of nonplanar geometries based on the Euler equations, the American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal, 48 (11), 2564-2575, 2010.
  8. 8. Gagnon H., Zingg D., Two-level free-form deformation for high-fidelity aerodynamic shape optimization, 12th the American Institute of Aeronautics and Astronautics Aviation Technology, Integration, and Operations Conference and 14th The American Institute of Aeronautics and Astronautics / The International Society for Structural and Multidisciplinary Optimization Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference, Indiana-USA, 5447, 177-19 September, 2012.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Makine Mühendisliğinde Optimizasyon Teknikleri, Makine Mühendisliğinde Sayısal Yöntemler

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

1 Temmuz 2024

Yayımlanma Tarihi

16 Ağustos 2024

Gönderilme Tarihi

1 Ağustos 2023

Kabul Tarihi

6 Nisan 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 40 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA
Batan, B., Abuhanieh, S., Çalışıır, T., & Yiğit, Ş. (2024). Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 40(1), 381-400. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1334282
AMA
1.Batan B, Abuhanieh S, Çalışıır T, Yiğit Ş. Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi. GUMMFD. 2024;40(1):381-400. doi:10.17341/gazimmfd.1334282
Chicago
Batan, Buğra, Saleh Abuhanieh, Tamer Çalışıır, ve Şahin Yiğit. 2024. “Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 40 (1): 381-400. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1334282.
EndNote
Batan B, Abuhanieh S, Çalışıır T, Yiğit Ş (01 Ağustos 2024) Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 40 1 381–400.
IEEE
[1]B. Batan, S. Abuhanieh, T. Çalışıır, ve Ş. Yiğit, “Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi”, GUMMFD, c. 40, sy 1, ss. 381–400, Ağu. 2024, doi: 10.17341/gazimmfd.1334282.
ISNAD
Batan, Buğra - Abuhanieh, Saleh - Çalışıır, Tamer - Yiğit, Şahin. “Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 40/1 (01 Ağustos 2024): 381-400. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1334282.
JAMA
1.Batan B, Abuhanieh S, Çalışıır T, Yiğit Ş. Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi. GUMMFD. 2024;40:381–400.
MLA
Batan, Buğra, vd. “Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 40, sy 1, Ağustos 2024, ss. 381-00, doi:10.17341/gazimmfd.1334282.
Vancouver
1.Buğra Batan, Saleh Abuhanieh, Tamer Çalışıır, Şahin Yiğit. Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi. GUMMFD. 01 Ağustos 2024;40(1):381-400. doi:10.17341/gazimmfd.1334282