AERODYNAMIC DESIGN AND PERFORMANCE ANALYSES OF GRID FIN IN SUPERSONIC FLOW USING DESIGN OF EXPERIMENTS AND COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ERDEM DİNÇER

Danışman: Nilay Sezer Uzol

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Kontrol yüzeyleri, manevra yapabilmek için gerekli kuvvet ve moment yaratabilen füze aerodinamik performansının temel bileşenleridir. Izgara kanatçıklar, füzelerin aerodinamik kontrolü için kullanılan geleneksel olmayan kontrol yüzeyleridir. Bu tezde, ızgara kanatçıklarının parametrik tasarımı, Deney Tasarımı ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği kullanılarak aerodinamik performans açısından incelenmiştir. 3-boyutlu, daimi, sıkıştırılabilir, viskoz akış HAD simülasyonları, karmaşık geometrisi olan ızgara kanatçıkları için ses-üstü koşullarda, çokyüzlü yapısal olmayan ağlar kullanılarak yapılmıştır. Hesaplama açısından pahalı ve zaman alıcı HAD analizleri sayısını azaltmak için Deney Tasarımı yöntemi kullanılmıştır. İlk olarak, mevcut MICOM ızgara kanatçık test durumu ile HAD doğrulama çalışmaları yapılmıştır. Daha sonra, veter, kanat açıklığı, kanat genişliği, elemanlar arasındaki boşluk, iç ağ elemanlarının kalınlığı ve çerçeve kalınlığı gibi tasarım parametreleri kullanılarak farklı ızgara kanatçık tasarımlarının aerodinamik performansı incelenmiştir. Izgara kanatçık geometrileri, 2,5 Mach sayısında deniz seviyesinde standart atmosfer koşullarında 0° ile 15° arasındaki farklı hücum açıları ve 0° ve 45° yuvarlanma açıları için incelenmiştir. Parametre tarama sonuçlarında, normal kuvvet, yanal kuvvet, yalpalama momenti katsayılarının çerçeve ve iç ağ elemanlarının kalınlığı parametrelerinden etkilenmediği gösterilmiştir. Yanıt yüzeyleri doğrulanmıştır ve ızgara kanatçıklarının en iyileme çalışmaları için kullanılabilir. Yüksek veter-elemanlar arası boşluk oranı aerodinamik performansı düşürmektedir bu durum yüksek hücum açılarında akış ayrılmasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca, yuvarlanma açısındaki değişiklik ızgara kanatların aerodinamik performansını etkileyen akış davranışını da değiştirmektedir.