Farklı açıklık oranlarına sahip NACA4412 kanat profili etrafındaki akışın deneysel ve sayısal incelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Mustafa ÖZDEN

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mustafa Serdar GENÇ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Rüzgar türbinleri ve insansız hava araçlarındaki gelişmeler neticesinde düşük Reynolds sayılı akışlara ilgi artmıştır. Bu tez çalışmasında, düşük Reynolds sayılı akışlarda farklı açıklık oranlarına sahip NACA4412 kanat profili üzerinde 0°-24° hücum açısı aralığında açıklık oranının etkisini görmek için deneysel ve sayısal çalışmalar yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda, duman ve yağ deneyleri ile akış görselleştirme ve sıcak tel anemometresi ile iki eksenli hız, türbülans yoğunluğu ve aerodinamik kuvvet ölçümleri yapılmıştır. Akış görselleştirme deneyleri ile kanat üzerinde laminer ayrılma kabarcığı oluşumu ve gelişimi ile kanat uçlarında uç girdabı oluşumu gözlemlenmiştir. Bu gözlemler sonucunda, düşük Reynolds sayılı akışlarda bütün kanatlarda laminer ayrılma kabarcığı oluştuğu ve bu kabarcıkların düşük Reynolds sayılarında daha etkin olduğu ve firar kenarına yakın oluşan bu kısa kabarcıkların hücum açısının artışı ile uzun kabarcıklara dönüştüğü ve sonrasında patlayarak kanadın aniden tutunma kaybına uğramasına sebep olduğu görülmüştür. Ayrıca düşük açıklık oranlarında uç girdaplarının kanat gerisinden itibaren oluşup, hücum açısının artışı ile hücum kenarına ve kanat yüzeyinde ortaya doğru yaklaştığı ve ayrılma kabarcığını etkileyerek küçülttüğü görülmüştür. Sayısal çalışmalarda ise, son yıllarda geliştirilmiş olan k-kL-w ve k-w SST Transion türbülans'a geçiş modellerinin 3 boyutlu akış yapılarındaki performansı ele alınmış ve daha sonra bu modellerin zamana bağlı çözümleri, LES (Large Eddy Simulation) model sonuçları ile kıyaslanmıştır. Türbülansa geçiş modellerinden k-kL-w'nın deneylere daha yakın sonuçlar verdiği özellikle kanat yüzeyi kayma gerilmesi ile yağ deneyi sonuçlarının kıyaslamasında açıkça görülmüştür. Ayrıca LES modeli ile hem yoğun ağ yapısı hem de zaman alıcı çözümler gerekirken k-kL-w türbülansa geçiş modeli ile daha hızlı ve gerçeğe yakın sonuçlar alınmıştır.