Çapraz akışlı fan gömülü bir kanat konfigürasyonu aerodinamiğinin deneysel ve sayısal incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada incelenen fan-kanat, kısmen gömülü çapraz akışlı fana (CFF) sahip olup, düşük uçuş hızları ve yüksek manevra kabiliyeti gerektiren hava araçları için uygundur. Bu çalışmanın amacı fan-kanat modeli çevresindeki akışın ve modele etkiyen aerodinamik kuvvetlerin TSR, Reynolds sayısı ve AoA parametreleri ile değişiminin deneysel ve sayısal yöntemlerle incelenmesidir. Bu amaçla BDT yazılımıyla tasarlanan deney modeli HAD yazılımına aktarılarak akış analizinde de kullanılmıştır. HAD analizinde daimi akış kabulüyle RANS modeli MRF yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Hava tünelinde modelin iz bölgesinde basınç ölçümleri yapılarak Jones yöntemi ile sürükleme/itki katsayıları elde edilmiştir. Aerodinamik kuvvetlerin direkt ölçümü kuvvet-denge mekanizmasında gerçekleştirilmiştir. Model yüzeyindeki akış ayrılması iplik yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Deney sonuçlarına göre aerodinamik kuvvet katsayıları üzerindeki TSR etkisi Reynolds sayısı etkisine göre daha fazladır ve yüksek TSR değerleri itki ve taşıma katsayılarını arttırmaktadır. Artan Reynolds sayısı ile taşıma katsayısı azalırken, itki katsayısı artmaktadır. En büyük itki katsayısı sıfır derece hücum açısında elde edilmiştir. Fan çalışmıyor iken, model üst yüzeyinin firar kenarına yakın bölgesinde yüksek AoA ve Re değerlerinde akış ayrılması görülmüş, fan çalışıp TSR değeri 1’in üstüne çıktığında ortadan kalkmıştır. HAD analizinde sıfır derece hücum açısı ve TSR = 1,4 için farklı Reynolds sayılarında deney sonuçlarından en fazla  % 4 farklı itki katsayıları elde edilmiştir.