Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Artunç OĞUZATA
Danışman: Duygu İpci
Özet:
Gelişen teknolojiyle beraber daha güçlü motorlara sahip olan uçaklar, artan hız ve irtifa nedeniyle buzlanma problemiyle yüzleşmek zorunda kalmıştır. Uçuş güvenliğini tehlikeye atan bu sorun, ciddi mal ve can kayıplarına neden olmuş, mühendislerin ve tasarımcıların üstesinden gelmek zorunda oldukları bir probleme dönüşmüştür. Bu çalışmada, kanat profilleri üzerinde boynuz şeklinde buzlanmaya neden olan ve kaldırma katsayısını en çok etkileyen camsı tipte buzlanmanın oluşumu, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Araştırmada, NACA 23012 kanat profili kullanılmıştır. Literatürde, NACA 23012 kanat profili için gerçekleştirilen camsı buzlanma deney şartlarından biri seçilerek analizler bu şartlar için gerçekleştirilmiş ve analiz doğrulanmıştır. Buzlanma analizi: kanat etrafında akış alanının hesabı, kanat üzerinde damlacık çarpması ve buz birikim hesapları ile üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Kanat etrafındaki akış alanı Ansys Fluent yazılımı ile SST k-w türbülans modeli kullanılarak belirlenmiştir. Elde edilen bu veriler Fensap-ICE yazılımı ortamına aktarılarak kanat üzerindeki damlacık dağılımı ve damlacık birikme verimi DROP3D çözücüsü ile hesaplanmıştır. Son olarak buzlanma birikimi, ICE3D çözücü ile çok adımlı çözüm yaklaşımı kullanılarak elde edilmiştir. Farklı atak açıları, farklı sıvı su içeriğine sahip ortamlar ve farklı medyan hacim çaplarındaki damlacık boyutları için kanat üzerindeki buzlanma analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizin doğrulanmasında kullanılan şartlar altında, kanat için tutunma kaybının 9 atak açısında başladığı belirlenmiş ve deneysel çalışma sonuçları ile uyumlu olduğu görülmüştür. Damlacık çaplarının camsı tipte buzlanmaya etkisi, süper soğutulmuş büyük damlacık boyutunun altındaki değerler için incelenmiş olup, çapın artması ile kanat yüzeyi üzerinde buzlanmanın daha geniş bir alana yayıldığı gözlemlenmiş ve buz yüksekliğini etkilemediği belirlenmiştir. Sıvı su içeriğinin artması ile kanat üzerinde buzlanmanın oluştuğu alanın büyüklüğünün genişlemesi ile buz yüksekliğinin de çok az arttığı görülmüştür.
Anahtar Kelimeler : NACA 23012, Camsı buzlanma, Fensap-ICE, Ansys Fluent