Control of leading edge vortex and three-dimensional surface separation on a non-slender delta wing using passive and active techniques
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: CENK ÇETİN
Danışman: Mehmet Metin Yavuz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Son yıllarda insansız hava aracı (İHA) teknolojilerinde kaydedilen ilerlemeler doğrultusunda, bu tür araçlar için temel teşkil eden delta kanat planformları üzerindeki akış yapılarını kontrol etme konusundaki ilgi önemli ölçüde artmıştır. Ürün aşamaları kavramsal tasarımdan operasyonel prototiplere doğru ilerledikçe, performans, verimlilik ve kararlılık hedefleri sektörün odak noktası haline gelmiştir. Akış yapılarının kontrolü, delta kanat planformlarının avantajlarından yararlanmak için araştırmacılar ve endüstri için ana konulardan biri olmaktadır. Akış kontrolü özellikle yüksek hücum açıları ve kaldırma kuvvetlerinin gerektiği durumlarda, bu tür platformların operasyonel zarflarını genişletmeyi mümkün kılabilecek bir yaklaşımdır. Bu çalışmada, t/C = 5.9 kalınlık-veter oranına sahip, Λ = 45o süpürme açılı delta kanat üzerindeki pasif akıtma ve aktif periyodik üfleme akış kontrol tekniklerinin akış fiziği üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Pasif akıtma tekniği için, akıtma momentumunu artırmayı amaçlayan yenilikçi bir lüle tipi geometrisi tasarımı, yüzey basıncı, kuvvet ve parçacık görüntülemeli hız ölçüm teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlar, lüle tipi tasarımının akış yapısını ve aerodinamik katsayıları değiştirmede oldukça etkili olduğunu göstermektedir. Ayrıca, Bernoulli denklemi ve yerinde sıcak tel ölçümleriyle kalibre edilen yüzey basıncı ölçümlerine dayanan bir pasif akıtma momentum öngörüm yöntemi geliştirilmiştir. Periyodik üfleme tekniği için, hızlı anahtarlamalı eyleyicilere dayanan kapsamlı bir aktif akış kontrol sistemi kurulmuştur ve aerodinamik ölçümlerden önce yerinde sıcak tel ölçümleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Karakterizasyon sonuçları, bu tür sistemlerin kapsamlı olarak incelenmesinin, aerodinamik avantajları değerlendirmek ve olası kapalı döngü akış kontrol sistemlerini geliştirmek için değerli kalibrasyon şemaları sağladığını göstermiştir. Hücum kenarları boyunca uygulanan düzenli ve modülasyonlu kare dalgalar biçimindeki periyodik üfleme profillerinin etkisi, yüzey basıncı ve kuvvet ölçümleri kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlar, periyodik tahriklemenin özellikle yüksek hücum açılarında emme basınç katsayısını iyileştirmede ve geri kazanmada oldukça etkili olduğunu göstermiştir ve kuvvet ölçümlerinden elde edilen bulgular da perdövites durumundaki taşıma ve kararlılık iyileşmeleri ile bunu doğrulamıştır.