Design and experimental investigation of a wind tunnel gust generator
Rüzgar tüneli sağanak akış üreteci tasarımı ve deneysel incelemesi
- Tez No: 758047
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dönmeli akış üreticisi, Parçacık hızlandırıcılar, Rüzgar tüneli, Swirl flow generator, Particle accelerators, Wind tunnel
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hava araçları, rüzgar türbinleri, vb. tasarımı, sertifikasyonu ve operasyon döngülerinde, aracın herhangi bir çevresel ve meteorolojik koşula dayanıklılığını göstermek kritik bir öneme sahiptir. Birçok atmosferik koşul arasında en yaygın ve önemlilerinden biri ise atmosferik sağanaktır. Dolayısıyla, tamamen kontrollü bir ortam ve biçimde sağanak üretebilmek oldukça önemlidir. Rüzgar tünellerinde sağanak akış üretimi, test kesitinin girişine konan ve istenilen büyüklük ve profilde sağanak üreten sağanak akış üreteçleri vasıtasıyla yapılmaktadır. Bu bağlamda, bu tezin odağı iki kanatçıklı bir sağanak akış üretecinin tasarımı, üretimi ve değişen hareket parametreleri ve kanatçıklar arası mesafe ile akış alanının değişiminin incelenmesidir. Bu çalışmanın varolan çalışmalara katkısı, diğer çalışmalarda kullanılan sıcak tel anemometresi gibi tek noktalı ölçüm teknikleri yerine tüm alan bilgisinin Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçme tekniği ile elde edilmesidir. Sağanak akışın uzay ve zamandaki davranışı, farklı hareket parametreleri ve kanatçık arası mesafelerde incelenmiş, sonuçlar bu tezde gösterilmiştir. Sağanak akış üretecinin hesaplamalı analizleri yapılmış, deneysel sonuçlar nümerik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Son olarak, sağanak akış üretecinin uygulaması aynı itme katsayısına sahip delikli bir disk ve model türbin üzerinde yapılmıştır. İki modelin iz bölgesi akışa dik sağanak altında karşılaştırılmış, delikli diskin model türbine benzer bir iz bölgesi oluşturma kapasitesi bu koşullar altında test edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları RÜZGEM Büyük Rüzgar Tüneli için bir sağanak akış üreteci tasarım ve üretimi için bir başlangıç noktası olarak kullanılacaktır.
Özet (Çeviri)
In the design, certification and operation cycles of air vehicles, wind turbines, etc., it is critically important to quantitatively demonstrate the capability of the vehicle to withstand any environmental and meteorological condition. Of several atmospheric conditions, one very common and significant one is the atmospheric gust. Therefore, capacity to generate gust in a fully controlled manner is of utmost importance. In wind tunnels, gust generation is done by means of gust generators, which are devices positioned upstream of the wind tunnel test sections to produce gusts of desired profiles and magnitudes. In this context, the focus of this thesis is the design and manufacturing of a double vane gust generator and investigation of the changes in the flow field with different actuation parameters and distance between the gust vanes. One novel contribution of this study to existing work is that full field information is obtained by using Particle Image Velocimetry technique instead of using pointwise measurement techniques such as hot wire anemometry. Spatial and temporal behavior of the gust flow for various actuation parameters and vane spacing values are explored and presented in this thesis. Experimental results are compared to numerical results and computational investigation of the gust generator is also shown. Finally, as an application, a porous disk and a model wind turbine that have the same thrust coefficient are positioned downstream of the gust generator. Wake flows of the two models are then compared under a transverse gust loading and the capacity of the porous disk in mimicking the wind turbine wake under a gusty inflow condition is tested. Outcomes of this study will serve as a starting point for a gust generator which will be placed in the Large Scale Wind Tunnel of METU Center for Wind Energy Research (RÜZGEM).
Benzer Tezler
- Generation and experimental investigations of gusty flows in wind tunnels
Rüzgar tünellerinde sağanak akışların üretimi ve deneysel araştırmaları
MERT ALİ ANDIRIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ UZOL
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN
- Darrieus dikey eksenli rüzgâr türbinin sayısal ve deneysel araştırılması, tasarlanması ve üretilmesi
Numerical and experimental investigation, desigining and manufacturing of a vertical axis darrieus wind turbine
TOYGUN DAĞDEVİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHADDİN ORHAN AKANSU
- Experimental investigation of turbulent flow and wind comfort characteristics of fractal wind fences
Fraktal rüzgar bariyerlerinin türbülanslı akış ve rüzgar konforu özelliklerinin deneysel incelenmesi
ŞEMSİ ÇOŞKUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR KURÇ
- Static and forced oscillatory tests on a generic combat aircraft model in Ankara wind tunnel
Statik ve salınıma zorlanmış savaş uçağı modelinin Ankara Rüzgar Tüneli'nde testleri
SUAT AVCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAFİZ ALEMDAROĞLU
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ŞERİF KAVSAOĞLU
- Manufacturing, assembly and commissioning of an oscillating test rig to measure the dynamic stability derivatives in the Ankara wind tunnel
Dinamik kararlılık türevlerini ölçmek için salınım hareketleri yapan deney düzeneğinin üretimi, Ankara rüzgar tüneline montajı ve faaliyete geçirilmesi
MEHMET ALTUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAFİZ ALEMDAROĞLU