Investigation of tip vortex formation, development and merging using particle image velocimetry (PIV) technique
Kanat uç girdap yapısının, gelişiminin ve birleşmesinin parçacık görüntülemeli hız ölçüm (PIV) tekniği ile incelenmesi
- Tez No: 178576
- Danışmanlar: DOÇ.DR. HÜSEYİN AKILLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: PIV, NACA0012, kanat ucu akış, girdap, girdap birleşmesi, PIV, NACA0012, tip vortex, vortex merging
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, öncelikle kanat ucunda oluşan girdabın yakın bölgede oluşumu, yapısı ve gelişimi incelenmesi amaçlanmıştır. Tüm deneylerde parçacık görüntülemeli hız ölçüm tekniği kullanılmıştır. Deneyler, girdap boyutunu, teğetsel hızları, girdap dağılımını etkileyen farklı hücum açılarında, serbest akış hızının Uo=0.212m/s değeri için kanat hücum kenarından itibaren akışa dik yöndeki farklı kesitlerde gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışma sonucunda, hücum açısı arttıkça kanat veter uzunluğu boyunca oluşan girdabın büyüdüğü belirlenmiştir. İkinci aşamada, tek kanat ucunda oluşan girdabın karakteristikleri hücum açısı ?= 7o değeri için kanat firar kenarından itibaren akışa dik yöndeki farklı kesitlerde nicel olarak boya deneyleri ve nitel olarak da PIV tekniği ile araştırılmıştır. Veter uzunluğuna bağlı Reynolds sayısı, Rec arttıkça kanat ucunda oluşan girdap şiddetinin arttığı, kanattan uzaklaştıkça viskoz yayılmadan dolayı girdap çapının arttığı ve buna bağlı olarak ta girdap şiddetinin azaldığı görülmüştür. Üçüncü aşamada ise, kanat ucunda oluşan akış yapısının kanada etkisi, kanat açıklığı boyunca farklı istasyonlarda ve farklı hücum açılarında (?=0° ~ 16°) incelenmiştir. Kanat ucunda oluşan uç-girdap yapısı kanat ucuna yakın bölgelerdeki akış yapısını etkilemektedir. Hücum açısı arttıkça, oluşan uç-girdap şiddetinin artmasından dolayı, girdabın akışa dik yöndeki etki alanının da arttığı ve üç boyutlu bir akış yapısının ortaya çıktığı belirlenmiştir. Son olarak, kanatlar ucunda oluşan iki adet eş yönlü girdabın birleşmesi incelenmiştir. Eş yönlü girdapların, kanatların firar kenarından itibaren x/c=10 mesafesinde önce birbirini keserek yoluna devam ettiği, yaklaşık olarak x/c=20 mesafesinde ise birleştiği gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar ortalama hız, ortalama girdap ve akım çizgileri şeklinde verilerek oluşan akışın fiziği yorumlanmıştır.
Özet (Çeviri)
One of the aims of this thesis is to investigate the details of the formation, structure and development of the wing tip vortices. Particle image velocimetry technique was used as a measurement technique for all experiments. Experiments have been carried out at different angle of attacks which affect the vortex strength, size and tangential velocity at different downstream stations. The growth of tip vortex along the chordlength with increasing attack angle is determined. The characteristics of the trailing vortices have been investigated by means of qualitative dye visualization and quantitative velocity measurements using PIV methods. The experiments have also been carried out at attack angle of 7°. The strength, size and tangential velocity of the vortex, vorticity distribution and circulation of trailing vortices have been calculated at different downstream stations. The effect of the flow behavior at the tip along the spanwise of the wing has been investigated by using PIV technique. Measurements were carried out at different stations and attack angles (?=0° ~ 16°). It is concluded that the flow structure near the tip was affected considerably from the tip vortex. Tip vortex strength increases with increasing attack angle. The effect of tip vortex also increases with increasing attack angle in spanwise direction. Three dimensional flow structures were observed close to the wing tip. Away from the tip, two-dimensional flow structure around the wing was obtained. Finally, vortex merging of two co-rotating vortices has been investigated. Experiments have been performed at different cross-sections downstream of the wing tip. Co-rotating vortices which occur at the wing tips, first of all, intersects each other at a distance of x/c=10, then, two co-rotating vortices merge at x/c=20 behind the wing trailing edge. The quantitative results are presented with time-averaged vorticity, velocity and streamline topology.
Benzer Tezler
- Investigation of flow characteristics in heat exchangers of various geometries
Değişik geometrili ısı ejanjörlerinde akış karakteristiklerinin araştırılması
NURHAN ADİL ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2006
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEŞİR ŞAHİN
- Discrete vortex method simulation of Karman vortex street-edge interaction
Karman Girdap caddesi-cisim etkileşiminin ayrık girdap yöntemiyle incelenmesi
METİN O. KAYA
Doktora
İngilizce
1992
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. C. RUHİ KAYKAYOĞLU
- Askı halindeki bir rotorun performansının hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleri ile incelenmesi
Investigation of a rotor flow field in hower using computational fluid dynamics
MUSTAFA ÖZER GELİŞLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. FIRAT OĞUZ EDİS
- Experimental investigation of tip vortices of delta wing
Delta kanatta girdapların deneysel olarak incelenmesi
NAZIM OĞUZ ERKMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. HÜSEYİN AKILLI
- Winglet takılmış kanatlar etrafında sayısal ağ üretimi ve viskoz akış analizi
Başlık çevirisi yok
ORHAN KÜPÜŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUzay Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. RÜSTEM ASLAN