Tam düzenli ağ üreteciyle entegre edilmiş otomatik mühimmat tasarım ve analiz yazılımı geliştirilmesi

Öz

ÖZET Mühimmat aerodinamiği çalışmaları, uçuş süresi boyunca çok farklı akış rejimlerinden geçen ve çok yüksek manevra kabiliyetine sahip olması gereken bir hava aracının oldukça sınırlı bir aerodinamik yüzey ile kontrol edilebilmesini gerektirmektedir. Bu zor hedefler tipik olarak, ön tasarım sürecinde basitleştirilmiş bir ön tasarım aracı ile binlerce farklı kanat-gövde seçeneğinin denenmesi ile gerçekleştirilmeye çalışılmaktadır. Bu aşamada, bulunan alternatif mühimmat geometrileri detaylı tasarım aşamasında HAD analizleri ile incelenmeye başlanmaktadır. Ancak bu aşama uzun ve maliyetli bir ön işlemleme iş yükünü içermektedir. Bu sebeple, ön tasarımdan gelen mühimmat geometrileri sınırlı sayıda tutulmaktadır. Ön tasarım araçlarının yeterince hassas çözüm veremediği düşünüldüğünde bu geçişin daha az maliyetli ancak çok daha hassas yöntemlerle yapılması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada popüler bir mühimmat aerodinamiği hızlı analiz programı olan Missile-DATCOM formatını kullanan, tamamen otomatik olarak çözüm hacmi ve çözüm ağı oluşturabilen yeni bir teknoloji geliştirilmiştir. Bu teknoloji ile mühimmat çevresi çok yüksek kalitede yapısal ağlarla örülmektedir. Kontrol kanatçıklarına istenilen açılar verilebilmekte ve istenilen uçuş şartlarında analiz koşulabilmesini sağlamaktadır. HAD analizleri Chimera ağ çözüm yeteneği bulunan ve laboratuvarımızda geliştirilmekte olan sıkıştırılabilir HAD çözücü ile gerçekleştirilmiş ve deney sonuçları ile çok iyi bir uyum gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Mühimmat tasarımı,yapısal ağ üreteci,Overset çözücü,HAD

Kaynakça

1. Jablonsky, J., Cramer, E. Effective parallel optimization of complex computer simulations, 10th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference Albany, New York, A.B.D., (p. 4461), 2004
2. McCormick, D. J., An analysis of using CFD in conceptual aircraft design." Doktora Tezi, Virginia Tech, A.B.D., 2002.
3. Rodriguez, D. ve Sturdza, P., January. A rapid geometry engine for preliminary aircraft design. 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, Nevada, A.B.D., 2006-929, 9-12 Ocak 2006
4. Hall, Z. CFD Modeling of US Army UAVs using NASA’s OVERFLOW CFD Code. 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Grapevine, Texas, A.B.D., 2017-0275, 9-13 Ocak 2017
5. Rizzi, A., Oppelstrup, J., Zhang, M., Tomac, M., Coupling parametric aircraft lofting to CFD & CSM grid generation for conceptual design., 49th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, Orlando, Florida, 2011-160), 04-07 Ocak 2011.
6. Tomac, M., & Eller, D., From geometry to CFD grids—an automated approach for conceptual design., Progress in Aerospace Sciences, 47(8), 589-596., 2011
7. Eller, D., & Tomac, M., Implementation and evaluation of automated tetrahedral–prismatic mesh generation software. Computer-Aided Design, 72, 118-129., 2016
8. Özkan, M., Development of Cartesian based mesh generator with body fitted boundary layers, Yüksek Lisans Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 2019

9. Özkan M., Aksel M. H., Baran Ö. U., A Cartesian based mesh generator with body fitted boundary layers, 9th Ankara International Aerospace Conference, Middle East Technical University Ankara, Türkiye, AIAC-2017-139, 2017
10. Rosema, C., Doyle, J., & Blake, W. B. MISSILE DATA COMPENDIUM (DATCOM) User Manual 2014 Revision, US Army Aviation and Missile Research, Development, and Engineering Center, Redstone, Arsenal, A.B.D. (2014).
11. El-Mahdy, L. A., Ahmed, M. Y., Mahmoud, O. K., Abdel-Hameed, O. E., A Comparative Study of Prediction Techniques for Supersonic Missile Aerodynamic Coefficients, Journal of Mechanical Engineering, 14(1), 35-60., 2017
12. Jixing L., Tao N., Ping X., Tian, W., Rapid structure design and automated adjustment of missile body, 9th International Conference on Digital Enterprise Technology, Procedia CIRP, China 56, 84-89, 2016
13. Yan, X., Zhu, J., Kuang, M. Wang, X., Aerodynamic shape optimization using a novel optimizer based on machine learning techniques., Aerospace Science and Technology, Vol.86, pp.826-835, 2019
14. Haocheng, F., Mingqiang, L., Hu, L., Zhe, W., A Knowledge-based and extensible aircraft conceptual design environment, Chinese Journal of Aeronautics, Vol.24, pp.709-719, 2011
15. Lu, F., Pang, Y., Jiang, X., Sun, J., Huang, Y., Wang, Z. Ju, J., Automatic generation of structured multiblock boundary layer mesh for aircrafts, Advances in Engineering Software, Vol.115, pp.297-313, 2018
16. Dener, C., (1992) Development of an Interactive Grid Generation and Geometry Modeling System with Object Oriented Programming, Doktora Tezi, Vrije Universiteit Brussel, Brüksel, 1992
17. Kündeş, N. A., Development of an Automatic Design and Analysis Tool for Axial Compressors, Yüksek Lisans Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 1992
18. Kündeş, N. A., Aksel, M. H., Baran, Ö. U., Development of an automatic design and analysis tool for Axial Flow Compressors. Isı Bilimi Ve Tekniği Dergisi/Journal Of Thermal Science & Technology,39(2). 2019
19. Farrashkhalvat, M., Miles, J. P. Basic structured grid generation with an introduction to unstructured grid generation. Oxford: Butterworth Heinemann, Elsevier, 2003
20. Stoney, W. E. J., Transonic drag measurements of eight body-nose shapes. NACA Research Memorandum, Langley Aeronautical Laboratory, Washington. A.B.D., 1954
21. Başoglu, O., Baran, Ö. U., Design and optimization of high-speed projectile nose geometry for maximum effectiveness, 7th Ankara International Aerospace Conference, Middle East Technical University Ankara, Türkiye AIAC-2013-098, 2013
22. Dupuis, A. D., Hathaway, W., Aeroballistic range tests of the basic finner reference projectile at supersonic velocities (No. DREV-TM-9703). Defence Research Establishment Valcartier, Québec, Kanada, 1997.
23. G. S. Makeich, Kryukov, I. A. “Aerodynamics and flight dynamics simulation of Basic Finner supersonic flight in aeroballistic experiment,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 1009, no. 1, 2018.
24. AIAA, “R-101A - AIAA recommended practice for the CFD General Notation System - Standard interface data structures,” p. 156, 2005.
25. Chan, W., Gomez, R., Rogers, S., Buning, P., Best practices in overset grid generation. 32nd AIAA Fluid Dynamics Conference and Exhibit (p. 3191), 2002
26. Martin, J. E., Noack, R. W., Carrica, P. M. Overset grid assembly approach for scalable computational fluid dynamics with body motions. Journal of Computational Physics, 390, 297-305, 2019