Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: NESLİHAN AYDIN
Danışman: İrfan Karagöz
Özet:
Kanat profili ve aerodinamiği; özellikle son yıllarda, uçak kanadı, türbin kanadı, insansız
hava araçları, mikro hava araçları tasarımı ve dinamiği ile ilgili konularda çalışan pek çok
araştırmacı için ilgi konusu olmuştur. Uzun yıllardan beri doğadaki birçok hayvan ve bitki
yapısı ve sistemleri mühendis ve mimarların geliştirdiği tasarım ve sistemlere ilham
kaynağı olmuştur. Bu tez çalışmasında akçaağaç tohumunun aerodinamik özelliklerinden
istifade etmek amacıyla bio-esinlenmeli bir kanat modeli oluşturulmuştur. Bu modelin
aerodinamik karakteristiklerini belirlemek üzere 3 boyutlu yazıcı kullanılarak modelin
prototipi üretilip deneysel ve nümerik çalışmalarda kullanılmıştır. Deneyler, açık akışlı
rüzgar tünelinde, U=5 m/s, 10 m/s ve 14 m/s hava hızlarında yapılmış; -50° ― +50°
arasında değişen hücum açılarında, Re=12300, 24600 ve 34440 için kaldırma ve
sürüklenme katsayısı değerleri elde edilmiştir. Ayrıca prototip kanadın CAD katı modeli
oluşturularak ANSYS R2020 analiz yazılımı ile hesaplamalı akışkanlar dinamiği
analizleri gerçekleştirilmiştir. Nümerik testler, farklı çözüm yöntemleri ve farklı
türbülans modelleriyle tekrarlanmış, analizlere SST-k-ω türbülans modeli ile devam
edilmiştir. Ağdan bağımsızlık çalışmalarından sonra farklı atak açıları için hız ve basınç
dağılımları elde edilmiş, hesaplanan kaldırma ve direnç katsayıları deneysel sonuçlarla
kıyaslanmıştır. Yapılan analizlerde modelin asimetrik bir kanat özelliği gösterdiği, bütün
Re sayıları için maksimum kaldırma katsayısının pozitif hücum açılarında, α =35º, negatif
hücum açılarında ise α =-40º civarında elde edildiği görülmüştür. Bütün Re sayılarında
minimum sürüklenme katsayısı yaklaşık α =7º hücum açısında elde edilmiştir.
Aerodinamik performansın Re sayısı ile az da olsa arttığı, ancak bütün Re sayıları için
maksimum CL/CD oranı hücum açısı α =18º’de oluştuğu görülmüştür. Maksimum değer
CL/CD=1,736 olarak Re=3440 değerinde elde edilmiştir. Negatif hücum açılarında bütün
Re sayılarında ekstremum değer, yaklaşık α=-3º de oluşmuş olup minimum değer
CL/CD=-2,13 olarak Re=3440 değerinde bulunmuştur