Computation of vortical flow fields over a close-coupled delta canard-wing configuration and adjoint based configuration optimization
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ALP TİKENOĞULLARI
Danışman: İSMAİL HAKKI TUNCER
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada yakın ilişkili delta kanard-kanat konfigürasyonu girdap etkileşimlerinin ve özellikle perdövitese yakın yüksek hücum açılarında kaldırma kuvveti artışını sağlayan mekanizmanın anlaşılabilmesi amacıyla incelenmektedir. Akışın incelenmesinin ardından kaldırma kuvvetinde daha yüksek artışlar sağlanabilmesi amacıyla mevcut geometriye adjoint yöntemi kullanan bir gradyan tabanlı optimizasyon yöntemi aracılığıyla konfigürasyon optimizasyonu çalışması uygulanmaktadır. Akış çözümlerinde ve adjoint hesaplamalarında açık kaynaklı HAD çözücüsü olan SU2 yazılımı kullanılmaktadır. Çalışma öncelikle çözüme bağlı adaptif ağ iyileştirmeleri ve türbülans modellerinin deney sonuçları ile karşılaştırmalarıyla valide edilmektedir. Sonrasında düşük, orta ve yüksek hücum açılarını temsil eden üç farklı hücum açısında akış incelenmekte ve son olarak konfigürasyon optimizasyonu ile kanardın yeniden konumlandırılması sonucu kaldırma kuvvetinde daha yüksek artışlar sağlanmaktadır. Optimum kanard pozisyonunun arandığı çalışmada kanard hareketi kanardı saran bir serbest biçimli deformasyon kutusunun bir bütün olarak hareketiyle sağlanmaktadır. Akış çözümlerinin incelenmesi sonucunda düşük hücum açılarında girdap etkileşimlerinin sınırlı bir düzeyde olduğu fakat girdap kırınımının etkili olduğu orta ve yüksek hücum açılarında kanard varlığının kırınımı tamamen ortada kaldırması veya en azından geciktirmesi sayesinde kaldırma kuvvetinde önemli artış sağlandığı görülmektedir. Bu artış miktarının α=20°'de %12, α=30°'de ise %16 olması yüksek açılarda kanard etkisinin daha da önem kazandığını göstermektedir. Konfigürasyon optimizasyonu ile kaldırma kuvvetinde daha fazla artış sağlanmaktadır. Her ne kadar düşük hücum açılarında etkileşim kısıtlı olsa ve geometrik sınırlar optimizasyon çalışmasının tasarım uzayını kısıtlıyor olsa da optimize edilen kanard konumuyla birlikte α=8.7°'de %1.32 artış sağlanmaktadır. α=20° hücum açısında yapılan konfigürasyon optimizasyonu ise bu açıda kanardın yatay eksendeki hareketinin kanat girdabında önemli iyileşmeler sağlayamadığını göstermektedir. Diğer taraftan, kanard ve kanadı daha da yakın ilişkili hale getirmenin kanat akışı üstündeki olumlu basınç gradyanı sayesinde kanard girdap kırınımının onarılması etkisini pekiştirdiği gözlemlenmektedir.