18 Punto 16 Punto 14 Punto 12 Punto Anasayfa » Aktüel

Erciyes Üniversitesi'nden Havacılık Üzerine Araştırma

Erciyes Üniversitesi'nden Havacılık Üzerine Araştırma

TÜBİTAK 1001 PROJESİ

Proje Süresi/Bütçesi: 24 ay/108.249 TL

Proje Ekibi: Yrd. Doç. Dr. M. Serdar GENÇ, Arş. Gör. İlyas KARASU

ve 1 Yüksek lisans öğrencisi (Tam zamanlı)

DÜŞÜK RE SAYILI AKIŞTA NACA2415 KANAT PROFİLİ ÜZERİNDE OLUŞAN LAMİNER AYRILMA KABARCIĞINA SES DALGALARININ ETKİSİNİN DENEYSEL ARAŞTIRILMASI

Kanat profili üstünde oluşan laminer ayrılma kabarcığının oluşumu ve yok edilmesi konusu birçok araştırmacının ilgisini çekmiş ve bu konuda birçok çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmalarda çoğunlukla emme, üfleme, girdap üreticiler, gurney flaplar, … vs. aktif ve pasif akış kontrol mekanizmaları seçilmiştir. Bununla birlikte, aktif ve pasif önleme metotlarının bazen yetersizliği bazen de kompleks yapısı nedeniyle araştırmacılar yeni yöntemler aramaya da devam etmişlerdir. Bu arayışla sesin elde edilmesindeki basitlik, güçlü etkisi ve kolay kontrolü akustik kontrole yönelik çalışmaların 80’li yıllarda düz levha üzerindeki akışlara, 90 yılardan sonra da kanat profili etrafındaki akış üzerine etkisi araştırılmaya başlanmıştır.

Akustik aktif akış kontrolü, akış ortamına basınç enerjisi ve türbülans ilavesi ile akış parametrelerinin değişimi esasına dayanarak yapılmaktadır. Askeri ve keşif amaçlı kullanılan düşük hızlarda uçan İnsansız Hava Araçları (UAV) ve Mikro Hava Araçları (MAV) kanatları ile rüzgar türbini kanatları etrafındaki akış düşük Re sayılı olduğu için bu Re sayılarında kanat üzerinde laminer ayrılma kabarcıkları oluşabilir ve uçuş performansını arttırma için bu kabarcıkların yok edilmesi veya istenen yerde oluşturulması gerekmektedir. Bunun için akış kontrol mekanizmalarından yüksek kaldırma aygıtları (flap, slat) veya emme-üfleme sistemlerinin kullanılması ağrırlığı ve maliyeti arttıracağından çok kullanışlı değildir. Bu sistemlerin yerine basit bir ses kaynağı kullanılarak kanat üzerindeki akış kontrol edilebilirse günümüzde çok önemli ve gizli amaçlar için kullanılabilecek olan UAV ve MAV’ların veya enerji üretmek için rüzgar türbinlerinin performansları arttırılabilecektir.

Proje kapsamında ses dalgaları ile akış kontrolü için geliştirilecek olan deneysel yöntemlerin tamamını kapsayan çalışma literatürde çok az sayıda bulunmakta, Türkiye’de hiç çalışılmamakta ve uluslararası alanda çalışılmasının gün geçtikçe artacağı tahmin edilmektedir. Proje özellikle ses dalgaları ile akış kontrolü yönüyle alanında Türkiye’de ilktir.

Proje süresi 1 Ekim 2010’dan başlayarak 24 ay olarak planlanmış olup bir proje yürütücüsü ve iki yüksek lisans öğrencisi tarafından yürütülecektir. Proje ekibi, deneysel olarak Erciyes Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Akışkanlar Mekaniği Laboratuarında bulunan 50x50 cm² test odalı emmeli açık tip rüzgar tünelinde 0°’den 25°’ye hücum açılarında NACA2415 profili üzerinde düşük Re sayılarında (50,000-500,000) oluşan laminer ayrılma kabarcığını ses dalgaları yardımıyla kontrol etmeye çalışılacaktır.

Proje Personelinin Niteliği:

1. Proje Yürütücüsü Yrd. Doç. Dr. M. Serdar GENÇ : Proje yürütücüsü, sayısal ve deneysel olarak insansız hava araçları ve rüzgar türbinlerinde görülen düşük Re sayılı akımların kontrolü ve yüksek taşıma elde edilmesi konularında “KANAT PROFİLLERİ ETRAFINDAKİ DÜŞÜK REYNOLDS SAYILI AKIŞIN KONTROLÜ VE AERODİNAMİK PERFORMANSIN İNCELENMESİ” başlıklı doktora tezini Prof. Dr. Ünver KAYNAK danışmanlığında Ocak 2009 yılında bitirmiştir. Bu tezde; NACA2415 profili ele alınmış ve profil üzerinde Re=2x10⁵ değerinde oluşan laminer ayrılma kabarcığı deneysel olarak sıcak tel anemometresi yardımıyla hız profilleri çıkartılarak ve yağ deneyi ile akım görüntülenerek ayrıca kanat üzerindeki basınç prizlerinden basınç ölçümü ile belirlenmiştir. Sonra NACA22 slat kullanımı ile ayrılma kabarcığı yok edilip aerodinamik performans arttırılmıştır. Ayrıca, NACA2415 profili üzerindeki laminer ayrılma kabarcığının üfleme veya emme sistemi ile kontrolünün sayısal benzeşimi yapılmıştır. Yürütücü, doktora tez döneminde İngiltere’deki Bath Üniversitesinde ve ABD’deki North Dakota State Üniversitesinde çalışmalarda bulunmuş ve halen TÜBİTAK-2219 programı kapsamında İngiltere Bath Üniversitesinde Prof.Dr. Ismet Gursul danışmanlığında düşük Re sayılarında esnek kanat aerodinamiği ve esnek kanatların akustik akış kontrolü konusunda deneysel olarak doktora sonrası araştırma çalışmalarına devam etmektedir. 31 Ağustos 2009 tarihinde başladığı doktora sonrası araştırmayı 30 Ağustos 2010’da tamamlayacaktır. Doktora sonrası araştırmada Yürütücü, membrani kanatların ayrılmış akışları, membrani salınımları ve bu akışların kararsız durumlarını çalışmaktadır. Bu çalışmalarda, Particle Image Velocimetry (PIV) sistemi ile anlık hız ve Digital Image Correlation (DIC) sistemi ile kararsız deformasyon ölçümlerinin birleştirilmesi ile membrani kanatların kararsız (unsteady) aerodinamiğini incelemektedir. Yürütücünün, 11 adet SCI makalesi ve çok sayıda ulusal ve uluslar arası bildirisi bulunmaktadır.

2. Yüksek Lisans Öğrencisi (Bursiyer-1): Projede Bursiyer-1 olarak proje süresince Yürütücünün Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı 4010630912 nolu yüksek lisans öğrencisi Arş. Gör. İlyas KARASU görev alacaktır. İlyas KARASU Mustafa Kemal Üniversitesi Sivil Havacılık Yüksekokulu’na Aralık 2009’da araştırma görevlisi olarak atanmış ve halen ücretli olarak çalışmaktadır. Arş. Gör. İlyas KARASU, Erciyes Üniversitesi Sivil Havacılık Yüksekokulu’nu 2009 Haziran ayında hem yüksekokulu birincisi hem de Uçak Gövde-Motor Bölüm birincisi olarak mezun olmuştur ve araştırma için yeterli İngilizcesi vardır (ÜDS puanı 78). Arş. Gör. İlyas KARASU bütün deneylerde yürütücü ile birlikte çalışarak bilgi ve tecrübelerini arttıracaktır. Bu proje ile artacak bilgi ve tecrübe ile henüz emekleme aşamasında olan M.K.Ü Sivil Havacılık Yüksekokulu’na Erciyes Üniversitesi olarak destek vermiş olacağız.

3. Yüksek Lisans Öğrencisi (Bursiyer-2): Projede Bursiyer-2 olarak proje süresince toplam 1 Yüksek lisans öğrencisi tam zamanlı olarak görev alacaktır. Bu öğrenci projenin deneysel kısmında proje yürütücünün danışmanlığında çalışacaktır ve ses dalgalarının akışa etkisi üzerine deneysel çalışmalar yüksek lisans tezi olacaktır. Bursiyer-2 ‘de bütün deneylerde yürütücü ile birlikte çalışarak bilgi ve tecrübelerini arttıracaktır. Bursiyer-2 olabilmek için aranan şartlar;

Enerji Sistemleri / Uçak / Havacılık / Makine Mühendisliği Bölümü mezunu olmak

Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı Isıl Bilimler ve Enerji Teknolojileri Bilim dalında yüksek lisans öğrencisi adayı olmak

Akışkanlar Mekaniği, Aerodinamik konularında deneysel çalışmaya yatkın olmak

Proje için gerektiğinde şehir dışına veya yurtdışına seyahat engeli olmamak

Proje için uluslararası literatürü tarayarak araştırma yapabilecek kadar İngilizce bilmek

Solid Works ve Matlab programlarını kullanabilmek

Bu projede yer almak isteyen kişiler detaylı özgeçmişlerini musgencerciyes.edu.tr adresine gönderebilirler. Başvurular içerisinden bir kişi bursiyer olarak seçilecektir. Seçilen kişi Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı Isıl Bilimler ve Enerji Teknolojileri bilim dalında 2010-2011 güz yarıyılında yüksek lisansa (son başvuru tarihi: 30 temmuz 2010) girmeye hak kazandığında 1 Ekim 2010 tarihi itibariyle Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü'nde tam zamanlı Proje Asistanı olacaktır.