Geri Dön

Aerodynamic investigation and flow control on DrivAer models using numerical (CFD) methods

DrivAer modellerinde sayısal (CFD) yöntemlerle aerodinamik inceleme ve akış kontrolü

PDF İndir

  1. Tez No: 794463
  2. Yazar: OĞUZ BAŞ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ATAKAN AKAR, PROF. DR. COŞKUN ÖZALP
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Çukurova Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Sürüklemenin azaltılması, özellikle menzil ve verimlilik sorunları yarattığı bilinen elektrikli araçların yükselen trendi düşünüldüğünde, araçlar için en kritik konulardan biridir. Bu çalışmada, saptırıcı plakalar, DrivAer jenerik araba modellerinin kapalı gövdeli estateback, fastback ve notchback modellerinin arka ucunun üst ve alt bölgelerinde pasif akış kontrol elemanı olarak sayısal olarak test edilmiştir. Plaka eğimi, optimum saptırıcıları bulmak için parametrize edilmiştir. CFD simülasyonları k-ω SST RANS türbülans modeli ile gerçekleştirilmiş ve temel modelin benzetimi önceki deneysel çalışmaların sürükleme kuvveti katsayısı ile doğrulanmıştır. Ardından parametrik, genetik algoritmalı yanıt yüzeyi ve eklenik optimizasyon aşamaları sırasıyla üst ve alt saptırıcılar üzerinde uygulanmıştır. Sonuç olarak, bu iki deflektörün optimum açılarla aynı anda kullanılması, CD değerlerinde, station, fastback ve notchback için sırasıyla %17,90, %4,82 ve %7,25 oranında azalma sağlamıştır. Bununla birlikte, ayrıntılı niteliksel analiz, üst ve alt saptırıcıların izde farklı sürükleme azaltma mekanizmalarına sahip olduğunu göstermektedir. Üst deflektör, tüm modellerde, art izi istatistiklerini azalmış ve iyileştirilmiş aşağı akım ile arka yüzeyde basınç geri kazanımı sağlamıştır. Öte yandan, alt deflektör estateback modelinde, araç altındaki hava akışını kısıtlar. Böylelikle eğimli difüzör bölümünde, kısıtlı hava akımı üst gövdeye saptırılırken işlevselliğini bloke ederek basınç geri kazanımı sağlar ve iz bölgesini artırmasına rağmen iyileştirilmiş yukarı akım ile arka yüzeyde de basınç geri kazanımı sağlamıştır. Fastback modelinde alt saptırıcı yukarıakımı iyileştirerek akış kontrolü sağlarken, notchback modelinde ise aşağıakım ve yukarıakım arasında etkileşimi engelleyerek akış kontrolünü sağlamıştır.

Özet (Çeviri)

Drag reduction is one of the most critical subjects for vehicles, especially considering the emerging trend of electric vehicles that have been known to drive range and efficiency issues. In this work, deflector plates were tested numerically as a passive flow control element at the upper and lower regions of the rear end of the closed body estateback, fastback, and notchback DrivAer generic car models. Plate slant angles varied to find optimum deflectors. CFD simulations have been conducted by the k-ω SST RANS turbulence model and the setup of the base model is verified with the drag force coefficient of previous experimental works. Then, parametric, genetic algorithm response surface and adjoint optimization stages were applied on the upper and lower deflectors, respectively. Consequently, simultaneous usage of these two deflectors with optimum angles resulted in reductions of CD by 17.90%, 4.82%, and 7.25% for estateback, fastback, and notchback respectively. However, detailed qualitative analysis is shown that upper and lower deflectors have different drag reduction mechanisms at the wake. The upper deflector reduces wake statistics and attains pressure recovery at the back surface by improved downwash for all models. On the other hand, the lower deflector restricts airflow beneath the car for the estateback. Hereby, this provides pressure recovery at the slanted diffuser section by blocking its functionality while the restricted airflow is deflected to the upperbody and results in pressure recovery at the rear surface, too by improved upwash, although it increases the wake region. For the fastback model, the lower deflector provides flow control by improving the upwash, while for the notchback model, it provides a flow control by preventing the flow interaction between the downwash and the upwash.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    581948

    Numerical investigation of thickness-to-chord ratio on aerodynamic characteristics and flow field of a low swept delta wing

    Kalınlık veter oranının düşük ok açılı delta kanat aerodinamik karakteristiğine ve akış yapısına etkisinin nümerik yöntemlerle incelenmesi

    İSMAİL SADİ CESUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KAHRAMAN ALBAYRAK

    DOÇ. DR. MEHMET METİN YAVUZ

  2. Tez No

    246153

    Kanat profilleri etrafındaki düşük reynolds sayılı akışın kontrolü ve aerodinamik performansın incelenmesi

    Control of low reynolds number flow over aerofoils and investigation of aerodynamic performance

    MUSTAFA SERDAR GENÇ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Makine MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. ÜNVER KAYNAK

  3. Tez No

    806725

    Investigation of Reynolds number effects on aerodynamic characteristics of generic aircraft and estimation of Reynolds-dependent aerodynamic database using artificial neural network models

    Genel uçakların aerodinamik özelliklerinde Reynolds sayısının etkilerinin araştırılması ve yapay sinir ağı modelleri kullanılarak Reynolds'a bağlı aerodinamik veri tabanının tahmini

    RAMAZAN KARAASLAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM OZKOL

  4. Tez No

    385019

    Experimental investigation of the effects of tip-injection on the aerodynamic loads and wake characteristics of a model horizontal axis wind turbine rotor

    Uç enjeksiyonunun yatay eksenli bir model rüzgar türbininin aerodinamik yük ve iz bölgesi karakteristikleri üzerindeki etkisinin deneysel olarak incelenmesi

    ANAS ABDULRAHIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OĞUZ UZOL

  5. Tez No

    213878

    Yüzeylerinden düzgün üfleme yapılan kare kesitli silindir etrafındaki akışta aerodinamik özelliklerin deneysel ve sayısal incelenmesi

    Experimental and numerical investigation of the aerodynamic parameters in the flow around a perforated square cylinder with uniform injection

    AHMET ÖMÜR TURHAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BURHAN ÇUHADAROĞLU

Geri Dön