Control of flow structure on 45 degree swept delta wing using passive bleeding
45 derece ok açılı delta kanatların pasif akıtma yöntemi ile kontrolü
- Tez No: 474915
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda, araştırmacılar, İnsansız Hava Araçları (UAV), İnsansız Muharebe Hava Araçları (UCAV) ve Mikro Hava Araçlarında (MAV) yaygın kullanımları ile ortaya çıkan, düşük süpürme açılı delta kanatların karmaşık akış yapısının ardındaki fiziksel fenomeni anlamayı ve kontrol etmeyi amaçlamaktadırlar. Bu araçların uçuş performanslarını istikrarlı hale getirmek ve çalışma kabiliyetlerini geliştirmek için, düşük süpürme açılı delta kanatları üzerinde akış yapılarını anlama ve kontrol etme konusunda ayrıntılı çalışmalara ihtiyaç vardır. Bu çalışmanın amacı, pasif akıtma metodunu kullanarak, Λ = 45 derecelik süpürme açısına sahip bir delta kanadın üzerindeki akış yapısını, üç boyutlu yüzey ayrımının ortadan kaldırılmasını amaçlayarak kontrol etmektir. Pasif akıtma; kanadın içindeki basit geçitler sayesinde iç basınç farkını kullanarak havanın basınç tarafından emme tarafına akışını sağlayan bir yöntemdir. Deneyler, yüzey basınç ölçümleri ve parçacık görüntülemeli hız ölçüm tekniği (PIV) kullanılarak düşük hızlı bir rüzgar tünelinde gerçekleştirilmiştir. Serbest akış yönüne göre belirlenmiş, β = 13,18 and 23 derece arka açılı üç kanat üzerinde, arka açıkonfigürasyonlu pasif akıtmanın akış yapısı üzerindeki etkisini Temel kanat yüzeyindeki akış yapısıyla kıyaslamak için, geniş bir hücum açısı aralığında 13≤𝛼≤23 derece ve çeşitli Reynolds sayıları 3.5×104<𝑅𝑒< 12.5×104 için deneyler yapılmıştır. Yakın yüzey hızı, girdaplılık ve emme basınç katsayısı −𝑪𝒑 sonuçlarında görüldüğü gibi, akıtma, kanat üzerindeki akış yapısını önemli ölçüde değiştirmektedir. Temel kanat yüzeyinde yüksek hücum açılarında görülen odak noktalı büyük ölçekli girdap, üç boyutlu yüzey ayrılmasının bir göstergesidir ve bu çalışmanın sonuçlarında pasif akıtmanın bu ayrılmayı ortadan kaldırabileceği görülmüştür. Yüzey kenarındaki vortisitenin ve emme basıncı katsayısı −𝑪𝒑'nin büyüklüğündeki önemli artışlar, hücum kenarı vorteksinin düzeldiğinin göstergesidir. Arka açının (β) akış yapısına etkisi göz önüne alındığında, β = 23 derece arka açılı pasif akıtma kanadı, üç boyutlu yüzey ayrımının ortadan kaldırılması açısından genel akış modeli üzerinde en üst düzeyde iyileşme sağlar. Bunun yanı sıra, belirli bir saldırı açısı için β = 18 derece arka açılı pasif akıtma kanadı da β = 23 derece ile elde edilen sonuçlara oldukça benzer ilerlemeler göstermeketedir.
Özet (Çeviri)
In recent decades, researchers aim to understand and control the physical phenomenon behind the complex flow structure of low swept delta wings arising with their widespread use in Unmanned Air Vehicles (UAV), Unmanned Combat Air Vehicles (UCAV) and Micro Air Vehicles (MAV). In order to extend the working capabilities of these vehicles with having stable flight performance, detailed studies on understanding and controlling the flow structures over low swept delta wings are required. The aim of the present study is to control the flow structure over a non-slender delta wing with sweep angle of 𝛬=45 degree using passive bleeding with particular interest in eradication of three-dimensional surface separation. The passive bleeding is a method, which uses simple passages inside the wing and allows the fluid flow from the pressure side to the suction side using the inherent pressure difference. The experiments are conducted in a low speed wind tunnel using surface pressure measurements and Particle Image Velocimetry (PIV), where the streamlines and the corresponding patterns of velocity and vorticity are3 characterized on a plane immediately adjacent to the surface of the wing. Three different bleeding configurations with back angles β = 13,18 and 23 degrees, where these angles define the bleeding passage orientations with respect to free stream velocity, are tested to quantify the effect of passive bleeding with back angle on flow structure compared to Base planform for broad ranges of Reynolds numbers 3.5×104<𝑅𝑒< 12.5×104 and attack angles 13≤𝛼≤23 degrees. The results indicate that bleeding significantly alters the overall flow structure as shown in the near surface velocity, vorticity, and streamline patterns and the suction pressure coefficient −𝑪𝒑. At sufficiently high angle of attack where the pronounced surface separation appears on the Base planform, which is indicated by focus point along with large-scale swirl in the near surface streamline pattern, the elimination of surface separation is achieved with passive bleeding. This is incorporated with significant increases in the magnitudes of surface normal vorticity and suction pressure coefficient −𝑪𝒑, which indicate recovery of leading edge vortex. Considering the effect of back angle, β, on flow structure, β = 23 degree provides the utmost improvement on the overall flow pattern in terms of the elimination of three dimensional surface separation, where for certain angle of attack, β = 18 degree induces flow pattern which is quite similar to the one obtained by β = 23 degree.
Benzer Tezler
- Effect of blowing pattern through leading edge on flow structure of 45 degree swept delta wing
Hücum kenarından yapılan üfleme biçimlerinin 45 derece ok açılı delta kanat üzerindeki akış yapısına etkisi
GÖKAY GÜNACAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ
- Effect of bleed opening ratio on flow structure of a nonslender delta wing
Akıtma açıklık oranının ince olmayan delta kanat üzerindeki akışa etkisi
KAYACAN KESTEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ
- Control of flow structure on low swept delta wing using unsteady leading edge blowing
Düşük ok açılı delta kanat üzerindeki akış yapısının hücum kenarlarından zamana bağlı üfleme ile kontrolü
CENK ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ
- Şekerleme endüstrisinde proses ve kirlenme profili ile arıtılaabilirlik bazlı deneysel karakterizasyon
Process and pollution profile with treatability based experimental characterization of confectionery industry
NURSEL KARAGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
- Control of flow structure on non-slender delta wing using bio inspired edge modifications
İnce olmayan delta kanatlarda doğadan esinlenilmiş hücum kenarı modifikasyonları ile akış kontrolü
DİREN DİKBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET METİN YAVUZ
DR. GÖKTUĞ KOÇAK