Naca 0012 kanadın rüzgar tünelinde sınır tabaka ve aerodinamik analizi

Abstract

Sunulan tez çalışmasındaki sonuçlar ışığında kanat profilleri etrafındaki düşük Re sayılı hava akışının basınç ve hız değişimi incelenmiştir. Rüzgar tüneli ve Naca0012 kanadının tasarım parametreleri belirlenmiştir. Fluent paket programı yardımıyla aerodinamik esasların elde edilmesi amaçlanmıştır. Rüzgar tünelinin deneysel analizlere uygunluğunun test edilmesi için tünel içerisinde herhangi bir model olmadan, Frekans Konvertör cihazı üzerinde gösteren 4 Hz ile 50 Hz değeri aralığında, rüzgar tüneli test bölümünün içerisindeki, dikey doğrultusunda her 1 cm deki havanın basınç değerleri basınç fark cihazı ile ölçülmüştür. Bernolli denklemi yardımıyla basınç değerleri hız değerlerine dönüştürülmüştür. Hava akımının analizi grafikler halinde sunulmuştur. Grafikler neticesinde rüzgar tünelinde model test edilebilirliği ve tünel kalibrasyonun uygunluğu ortaya konmuştur. Deneysel olarak kalibrasyonu yapılan rüzgar tünelinin içerisine, model olarak Naca012 kanadı yerleştirilmiş, bilgisayar destekli simülasyon yazılımı GAMBITTM programı ile kanat profilinin sınır şartları belirlenmiş, en iyi çözümü alabilmek amacıyla da 5000 hücre sayısı kullanılmıştır. Fluent programında ağ yapısının belirlenmesi ile çalışacak olan parametrelerden bağımsız bir ağ yapısı oluşturulmuştur. Türbülans benzeşim modeli olan Realizable k-ε modeli kullanılmıştır. Ağ örgüsü oluşturulan kanat profilinin FLUENTTM programında sayısal çözümü yapılmıştır. Sayısal çözümlere uygun olmayan hız aralığını belirlemek için 2° derece, 4° derece ve 6° derece hücum açısındaki Naca0012 kanadı ile rüzgar tüneli test bölümünün sınır tabakalarının, test bölümü üzerindeki hangi çizgi (line) üzerindeki kesiştiği belirlenmiştir. Rüzgar tüneli test bölümündeki hava hızının 0,1 m/s de iken sınır tabakaların kesişmesi grafiksel olarak ortaya konulmuştur. Sayısal analizlere uygun olan frekans. konvertör.cihazındaki.4 Hz, 5 Hz, 6 Hz, 7 Hz, 8 Hz, 9 Hz, 10 Hz, 20 Hz, 30 Hz, 40 Hz, 50 Hz, değerlerinde test bölümünde basınç fark ölçer cihazı yardımıyla basınç değerleri ölçülmüş. Ölçülen basınç değerleri, Bernolli denklemleri yardımıyla hız değerlerine dönüştürülmüştür. Hız değerleri içerisinden seçilen 3,4m/s, 5,9m/s ve 15m/s (Re=0,35 x 5 10 ), (Re=0,609 x 5 10 ) ve (Re=1,548 x 5 10 ), 2° derece, 4° derece ve 6° derece hücum açılarında statik basınç konturları görsel olarak incelenmiştir. Basınç farklılıkları, basınç katsayıları da grafiksel olarak sunulmuştur. Çözümlerden elde edilen basınç katsayı dağılımı grafiklerine göre hücum açısını arttırdığımız zaman kanadın alt ve üst basınç farkları artış göstermiştir. Basınç farkı sebebiyle oluşan kaldırma kuvveti literatür incelemesiyle uyuşma göstermiştir.