Helikopter pallerinin çoklu kütleli benzetim aracı ve iki boyutlu panel tabanlı akış çözücüsü ile etkileşimli analizi

2016-09-30
Döner kanat hava aracı tasarımında, rotor aerodinamik performansının, titreşim yüklerinin ve pal aeroelastik özelliklerinin hızlı ve etkili olarak hesaplanabilmesi günümüzde geniş kapsamlı döner kanat hava aracı benzetim araçları ile yapılmaktadır. Bu araçlar pal üzerindeki aerodinamik hesaplamaları pal elemanı teorisi kullanarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri ve rüzgar tüneli testleri ile daha önceden hazırlanmış iki boyutlu aerodinamik tablo verilerini ara değerleyerek yapmaktadır. Bu çalışmada aerodinamik yükler ve yük katsayıları iki boyutlu panel tabanlı aerodinamik akış çözücü ile elde edilmiştir. Çoklu kütleli kapsamlı bir benzetim aracı olan DYMORE, panel tabanlı bir aerodinamik analiz aracı olan XFOIL ile rotor benzetiminde etkileşimli çözdürülerek pal kesitlerinin kaldırma kuvveti katsayıları, sürükleme kuvveti katsayıları ve aerodinamik moment katsayıları bulunmuştur. Daha sonra bulunan bu katsayılar ile hesaplanan rotor aerodinamik yükleri tablo değerleriyle yapılan benzetimde elde edilen yükler ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada değişik pal profilleri için hazır aerodinamik tabloların olmadığı durumlarda aerodinamik yükleri hızlı bir şekilde hesaplayan bir aerodinamik analiz yazılımı DYMORE ile bütünleştirilmiştir. Geliştirilen bu yöntem pal profil optimizasyonu çalışmalarında kullanılabilecektir. GİRİŞ Döner kanat hava aracı yapılarında, rotor aerodinamik performans özelliklerinin, titreşim yüklerinin ve pal aeroelastik özelliklerin belirlenmesi hava aracı operasyonel benzetiminin çok disiplinli eş zamanlı çözümünü gerektirmektedir. Özellikle helikopterler için aerodinamik yüklerin ve de yapısal yüklerin doğru tahmini hava aracı tasarımını ve uçuş performansını etkilemektedir. Helikopter ana rotoru operasyonel koşullar itibariyle karmaşık bir akış içerisinde çalışmaktadır. Bu akış, temel olarak helikopter ileri uçuşu ya da yaptığı manevra kaynaklı ya da rüzgar hamlesi kaynaklı dış bölge hızı, rotor dönüşü kaynaklı iç akış hızı ve rotor açısal hızı kaynaklı çizgisel hız ile şekillenmektedir. İç akış bütün rotor diskinde zamandan bağımsız olarak sabit alınabilir. Fakat gerçekte iç akış zamanla değişkendir. Bu durumda iç akış Peters-He[Peters, 1995] sonlu durum teorisi ya da girdap kafes metodu (VLM) ile serbest girdap geometrisi (Free Wake) kullanılarak daha doğru hesaplanabilir[bliss, Quackenbush, Teske, 1987]. Bunların yanında, dinamik tutunma kaybı ve ters akış gibi zamanla değişen aerodinamik etkiler de rotor benzetimine dahil edilebilir. Aerodinamik profil üzerinde statik tutunma kaybı sonrası akış ayrımı ve sonrasında gelişen dinamik tutunma kaybı deneysel olarak formüle edilmiş Leishman-Beddoes[Leishman, 2006] ve Onera [Andre, Paillard, Hauville, 2013] teorileri ile hesaplanabilir. Bütün bu iki boyutlu teoriler ince profil teorisi tabanlıdır
VI. Ulusal Havacılık ve Uzay Konferansı Eylül 2016

Suggestions

An automatic geometry and mesh generation tool for helicopter rotor aerodynamic design and analysis
Uzun, Halit Eldem; Aksel, Mehmet Haluk; Department of Mechanical Engineering (2021-9-08)
Helicopter rotors in various flight regimes constitute a fairly complex wing geometry and exhibit motion affected by the rotor wake with strong tip vortices. As a result, rotor motion creates highly three-dimensional flow patterns, and unlike fixed wings, flow around each rotor blade interacts with each other. Due to these complexities, the rotor flow analysis can be very challenging for CFD solvers. The challenge starts with very high-quality requirements on the computational mesh around the rotor geometry...
Katı yakıtlı roket motorlarında üç boyutlu yakıt gerilemesi ile akışın modellenmesi
Aksel, Haluk M.; Coşkun, Korhan; Toker, Atılgan; Tınaztepe, Tuğrul(2008)
Katı yakıtlı roket motorlarının performansını motor içinde yapılan aerodinamik hesaplamalarla elde etmek mümkündür. Bu amaçla motor içerisindeki katı yakıtın geriye doğru yanması ve motor ile lüle içerisindeki iç akışın modellenmesi gerekmektedir. Akış hesaplarının yapılacağı kontrol hacminin oluşturulabilmesi için geriye yanma hesaplarının yapılması gerekmektedir. Katı yakıtın yanması esnasında katı ve gaz fazları arasında kalan ara yüzey, yakıta doğru yüzeye normal yönde hareket ederken...
Havacılık Nöroergonomisinde Optik Beyin Görüntüleme Uygulamaları
Çakır, Murat Perit (2021-06-01)
Pilotların, insansız hava aracı operatörlerinin, hava trafik kontrolörlerinin eğitim ve uçuş faaliyetleri sırasında bilişsel durumlarının takibini sağlayacak nesnel yöntemlerin geliştirilmesi uçuş emniyetinin sağlanması, eğitim süreçlerinin optimizasyonu ve yenilikçi insan-makine arayüzlerinin tasarımı bakımından kritik önem taşımaktadır. İşlevsel Yakın-Kızılötesi Tayfölçümü (functional near infrared spectroscopy – fNIRS) optik beyin görüntüleme teknolojisi gibi saha kullanımına uygun, portatif ve güvenilir...
Modeling and process optimization of water jet guided laser micro hole drilling on nickel-based aerospace alloys
Subaşı, Levent; Gökler, Mustafa İlhan; Yaman, Ulaş; Department of Mechanical Engineering (2022-9-9)
Special aerospace alloys are used for the manufacturing of turbine blades in gas turbines and micro cooling holes are drilled on them to increase their thermal resistance. Water Jet Guided Laser (WJGL) is a novel technology that can be used to drill these holes. WJGL process overcomes the adverse effects of conventional laser drilling, but the physics of this process is very complex. Determining the proper machining parameters to achieve acceptable process time and quality is worth to be studied. In this st...
Havacılık Ve Uzay Yapılarının Dinamik Özelliklerinin Deneysel Modal Testler Yardımıyla Tahmini Ve Doğrulanması
Şahin, Melin(2009-12-31)
Havacılık ve uzay yapıları çeşitli yük, uçuş dinamiği ve sert çevre koşullarının etkisi altında büyük dinamik gerilimlere dayanabilmeli diğer taraftan da başarım gereksinimlerini karşılayabilmek için hafif ve yüksek manevra kabiliyetine sahip olmalıdırlar. Bu nedenle yapıların dinamik davranışları hakkında bilgi sahibi olmak özellikle tasarım alanında çoğu kez birinci derecede önem taşımaktadır. Bu projenin amacı, deneysel “klasik” ve “işlemsel” modal test tekniklerini uygulayarak havacılık ve uzay yapıları...
Citation Formats
S. Soğancı, A. Kayran, and İ. H. Tuncer, “Helikopter pallerinin çoklu kütleli benzetim aracı ve iki boyutlu panel tabanlı akış çözücüsü ile etkileşimli analizi,” presented at the VI. Ulusal Havacılık ve Uzay Konferansı Eylül 2016, Kocaeli, Turkey, 2016, Accessed: 00, 2021. [Online]. Available: https://hdl.handle.net/11511/86803.