Üçgen ve Yüzgeç Kanat Girdap Üreteçlere Sahip bir Binek Aracın Aerodinamik İncelenmesi

Öz

Bu çalışmada 1:5 ölçekli bir binek araç üzerinden akışta aerodinamik karakteristikler farklı girdap üreteçlerinin etkisi altında sayısal olarak incelenmiş ve sonuçlar girdap üreteci kullanılmamış durumdaki sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Aerodinamik sürüklenme direncini iyileştirmek için üçgen ve yüzgeç kanat girdap üreteçler kullanılmış ve analizlerde hava hızı 100 km/h olarak seçilmiştir. 8 adet girdap üreteci, aracın arkasındaki akış ayrılma noktasının 15 mm ilerisindeki yukarı akışına 100 mm aralıklarla yerleştirilmiştir. Araç tasarımı ve akış alanının çözümü sırasıyla CATİA V5R21 ve ANSYS programı ile yapılmıştır. Analizlerde düzeltilmiş k-ε türbülans modeli ile geliştirilmiş duvar yaklaşımı birlikte kullanılmıştır. Sonuçlar araç arkasındaki akış alanının ve aerodinamik karakteristiklerin girdap üreteçlerinin varlığından ve yapısından etkilendiğini göstermiştir. Kaldırma katsayısındaki maksimum iyileşme üçgen kanat girdap üretecin kullanıldığı modelde elde edilirken, sürüklenme katsayısı için yüzgeç kanat girdap üretecin kullanıldığı modelde elde edilmiştir ve bu değerler sırası ile %3,30 ve %2,87’ dir.

Anahtar Kelimeler

• Binek araç
• Sürtünme katsayısı
• Kaldırma katsayısı
• Girdap üreteci
• Passenger car
• Drag coefficient
• Lift coefficient
• Vortex Generator

Investigation of Aerodynamic of a Passenger Car with Triangular and Trapezoidal Wing Vortex Generators

Öz

In this study, aerodynamics characteristics on a 1:5 scale passenger car were studied under the effect of different vortex generators numerically and the results were compared with the results without the vortex generators. Triangle and fin wing vortex generators were used to improve aerodynamic drag resistance and the air velocity was chosen as 100 km/h in the analysis. 8 vortex generators are located at 100 mm intervals upstream of the flow separation point at the back of the vehicle roof at a distance of 15 mm. The vehicle design and the solution of the flow field were made with CATIA V5R21 and ANSYS program, respectively. The realizable k-ε turbulence model was used with the enhanced wall treatment in the analyses. The results showed that the flow fields and aerodynamic characteristics behind the vehicle were affected by the presence and structure of vortex generators. The maximum improvement in the lift coefficient was obtained in the model using the triangular wing vortex generator, the drag coefficient was obtained in the model using the fin wing vortex generator and these values were 3,30% and 2,87%, respectively.

Anahtar Kelimeler

• Passenger car
• Drag coefficient
• Lift coefficient
• Vortex Generator

Kaynakça

1. Aider JL., Beaudoin JF., Eduardo WJ., Eduardo J. Drag and lift reduction of a 3D bluff-body using active vortex generators. Experiments in Fluids 2010; 5: 771–789.
2. Altınışık A. Binek araç modeli üzerindeki aerodinamik analizlerin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi. Doktora tezi, Uludağ Üniversitesi 2013.
3. ANSYS Help.
4. Beaudoin JF., Aider JL. Drag and lift reduction of a 3D bluff body using flaps. Experiments in Fluids 2008; 44(4): 491–501.
5. Bruneau CH., Creusé E., Gilliéron P., Mortazavi I. Effect of the vortex dynamics on the drag coefficient of a square back Ahmed body: Application to the flow control. European Journal of Mechanics, B/Fluids 2014; 45: 1–11.
6. Buscariolo FF., Assi GRS., Sherwin SJ. Computational study on an Ahmed Body equipped with simplified underbody diffuser. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 2021; 209(1): 104411.
7. Gilliéron P., Kourta A. Aerodynamic drag reduction by vertical splitter plates. Experiments in Fluids 2010; 48(1): 1–16.
8. Huminic A., Huminic G. Aerodynamics of curved underbody diffusers using CFD. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 2020; 205.

9. Koike M., Nagayoshi T., Hamamoto N. Research on aerodynamic drag reduction by vortex generators, Mitsubishi Motors Technical Review 2004; 16.