Benzer Kamburluğa Sahip Kanat Profillerinin Aerodinamik Analizi

Yıl 2020, Cilt: 4 Sayı: 2, 25 - 35, 28.12.2020

Mert Gökdemir , Satılmış Ürgün

https://doi.org/10.30518/jav.780570

Cited By: 3

Öz

Airfoil(kanat), daha düşük sürükleme ile yeterli miktarda taşıma üreterek uçağı havada tutan ve herhangi bir hava aracında önemli bir rol oynayan aerodinamik gövdedir. Kanat yapısının gelişimi boyunca kanatta maksimum taşıma üretebilmek için kanadın alt yüzeyindeki yüksek basınç ve üst yüzeyindeki düşük basınç kavramları ile ilgilenilmiştir. Ve bu kavramlar kanat profilinin alt yüzeyindeki hava hızının düşük, üst yüzeyindeki hava hızının yüksek olacağını göstermektedir. İstenen aerodinamik özelliklere sahip kanat profili şeklinin tasarımı bugüne kadar zorluklar çıkarmıştır. Havacılığın ilk yıllarında kanat tasarımları rastgele hazırlanmış ve akış alanında/bölümünde test edilmiştir, sonrasında ise Wright kardeşler kambura sahip profil kullanmışlardır. Günümüzde, NACA ise rastgele değil, formüller kullanarak airfoil üretmemize yardımcı olan uygun bir tanımlama yapmıştır. CFD yöntemi sıvının gerçek zamanlı davranışını dikkate alarak simülasyon gerçekleştirmek için kullanılan güçlü bir araçtır. Bu makalenin amacı, ANSYS Fluent kullanılarak AG35, NACA 4412, NACA 23012 ve TL54 kanat profilleri etrafındaki dış akışın simüle edilmiş bir modelini üretmek ve literatürden elde edilen deneysel verilerin ışığında düşük bir hız da (22,22 m/s) test edilerek doğrulamaktır. İki boyutta oluşturulan geometriler, seçilen kanat profiliyle 3 boyutta tasarlanmıştır. Kanat profillerini analiz etme yöntemi olarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) seçilmiştir. 0 ila 20 derece arası hücum açılarında geliştirilen kanat profilleri, gerçek rüzgâr tüneli boyutuna eşdeğer hesaplama bölgesinde, denklemler ise RNG k-Epsilon türbülans modeli ile çözülmüştür. Izgara oluşturma süreci Ansys Mesher ile, çözüm adımı ve sonuç görüntüleme işlemleri CFD Post programı ile gerçekleştirilmiştir. Düşük hız ve yüksek taşımaya sahip kanat profillerinin analizi, sürükleme katsayısı, kaldırma katsayısı ve kaldırma-sürükleme oranı üzerindeki etkisi sayısal yöntem ile araştırılmıştır. NACA 4412 profili için maksimum verimlilik elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

hücum açısı, CFD, naca, taşıma katsayısı, sürükleme katsayısı

Kaynakça

• [1] Chitte P, Jadhav PK, and Bansode SS., Statistic and dynamic analysis of typical wing structure of aircraft using Nastran, International Journal of Application or Innovation in Engineering & Management, 2, 7, 2013.
• [2] Maughmer, D. M. S. and M. D. (2002). Theoretical Aerodynamic analysis of six airfoils for use on small wind turbines, (June). Retrieved from http://sedaghat.iut.ac.ir/sites/sedaghat.iut.ac.ir/files/file_pubwdet/theoretical_aerodynamic_analysis_of_six_airfoils.pdf.
• [3] Himanshu Parashar. (2015). Calculation of Aerodynamic Characteristics of NACA 2415, 23012, 23015 Airfoils Using Computational Fluid Dynamics (CFD). International Journal of Science, Engineering and Technology Research, 4(3), 610–614. Retrieved from http://ijsetr.org/wp-content/uploads/2015/03/IJSETR-VOL-4-ISSUE-3-610-614.pdf.
• [4] Bright, P. G., Broughton, K., & Williams, D. (2016). Discipline of Mechanical Engineering Multipurpose Off-road Flying Vehicle, (November).
• [5] Syamsuar, S., Djatmiko, E. B., Erwandi, Mujahid, A. S., & Subchan. (2016). The hydro planing simulation of flying boat remote control model. Jurnal Teknologi, 78(6), 191–197. https://doi.org/10.11113/jt.v78.4267.
• [6] Jony, H. (2014). A Comparative Flow Analysis of Naca 6409 and Naca 4412 Aerofoil. International Journal of Research in Engineering and Technology, 03(10), 342–350.
• [7] Jones, W. P., and Launder, B. E. (1972), "The Prediction of Laminarization with a Two-Equation Model of Turbulence", International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 15, 1972, pp. 301-314.
• [8] Launder, B. E., and Sharma, B. I. (1974), "Application of the Energy Dissipation Model of Turbulence to the Calculation of Flow Near a Spinning Disc", Letters in Heat and Mass Transfer, vol. 1, no. 2, pp. 131-138.
• [9] “Lift-to-drag ratio- Wikipedia”. Erişim 16 Ağustos 2019. http://www.wikizero.biz/index.php?q=aHR0cHM6Ly9lbi53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvTGlmdC10by1kcmFnX3JhdGlv.
• [10] Stollery, J. L. (2017). Aerodynamics, Aeronautics and Flight Mechanics. In Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering (Vol. 211). https://doi.org/10.1177/095441009721100102.
• [11] Sumit Sharma. (2016). An Aerodynamic Comparative Analysis of Airfoils for Low-Speed Aircrafts. International Journal of Engineering Research And, V5(11), 525–529. https://doi.org/10.17577/ijertv5is110361.