Farklı kanat açıklık oranlarında NACA 0024 kanadı üzerinde tüberkül ve dimple yapısının sayısal olarak incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2018

Öğrenci: HİMMET ERDİ TANÜRÜN

Danışman: ADEM ACIR

Özet:

Rüzgâr türbinlerinde ve havacılıkta, kanat modelleri önemli bir yere sahiptir. Doğru kanat modelinin belirlenmesi rüzgâr türbinleri ve havacılıkta verimliliği doğrudan etkilemektedir. Bu bulgulardan yola çıkarak, bu tez çalışmasında rüzgâr türbinlerinde ve havacılıkta yaygın olarak kullanılan NACA 0024 kanat modelinin aerodinamik performansının artırılması amaçlanmaktadır. İlk olarak, kambur balinadan ilham alınarak NACA 0024 kanat modelinin hücum kenarı bölgesinde, farklı dalga boyu (w) ve genliğe (A) sahip tüberkül olarak adlandırılan yapılar oluşturulmuştur. Daha sonrasında analizler sonucunda elde edilen en uygun tüberkül yapısına sahip kanat modelinin üst yüzeyine farklı geometrik şekillerde dimple yapıları entegre edilmiştir. 1 ve 2 olmak üzere 2 farklı en boy oranına (AR) sahip 28 kanat modelinin, düz kanat modelleri ile aerodinamik performans açısında karşılaştırılması sayısal olarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde veter uzunluğu 6 cm olarak seçilip, Reynolds (Re) sayısı 48 054 olarak belirlenmiştir. Analizler incelendiğinde, düz kanat1 (B1) ve düz kanat2 (B2) kanatlarının irtifa kaybı açısı (stall) sırasıyla 27,7 ve 45° olarak elde edilmiştir. AR1 tüberküllü kanat modellerinin, B1 kanat modeliyle kıyaslanması sonucu, en düşük A ve en yüksek w sahip kanat modelinin kaldırma katsayısı (CL), sürtünme katsayısı (CD) ve aerodinamik verimlerinin (CL/CD) iyileştirme oranları (İO) sırasıyla %11,45, %6,04 ve %4,7 olarak belirlenmiştir. AR2 tüberküllü kanat modelleri içinde en uygun İO'ı, AR1 tüberküllü kanat modelinde olduğu gibi yine en düşük genlik ve en yüksek dalga boyuna sahip kanat modelinde gerçekleşmiş olup, CL, CD ve CL/CD İO'ları sırasıyla %1,47, %3,1 ve %-5,4 olarak elde edilmiştir. AR1 kanat modelinde İO'ları AR2 kanat modeline göre daha iyi sonuçlar elde edilmesinden dolayı, dimple yapıları AR1 kanat modelinin üst yüzeyine yerleştirilmiştir. En uygun dimple yapısı yarım küre şeklinde olup, B1 düz kanat modeli ile kıyaslandığında CL, CD ve CL/CD İO'ları sırasıyla %14,91, %3,53 ve % 10.48 olarak elde edilmiştir.