Design optimization of airfoil type structures used in mechatronics applications
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: HATİCE CANSU AYAZ ÜMÜTLÜ
Danışman: Zeki Kıral
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Aerofil tipi yapılarda tasarım optimizasyon çalışmaları günümüzde güncelliğini koruyan önemli bir konudur. Verimlilik, enerji, titreşim, gürültü gibi konular dikkate alınarak yapılan tasarım optimizasyonları hem akademik hem de endüstriyel anlamda önemlidir. Bu tezde, optimizasyon çalışmasının odak noktası, NACA 4415 aerofil profilinin aerodinamik performansını geliştirmektir. Bu amaçla, optimize edilmiş aerofil kesitini elde etmek için Bézier eğrisi ve genetik algoritmadan yararlanılmıştır. Ardından, orijinal ve optimize edilmiş aerofil geometrilerini simüle etmek için hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımları kullanılmıştır. Bu tez kapsamında bir deney düzeneği tasarlanmış ve üretilmiştir. Bu deneyler için İzmir Kâtip Çelebi Üniversitesi'ndeki rüzgâr tüneli kullanılmıştır. Bu deney düzeneği kullanılarak, farklı koşullarda meydana gelen kuvvetler ölçülerek bazı kanat profili özellikleri araştırılmıştır. Reynolds sayısı etkileri, en-boy oranı etkileri ve belirli bir hücum açısında stall oluşumu incelenmiştir. Aerodinamik kuvvetleri ölçmek için üç bileşenli denge sistemi kullanılmıştır. Aerofil profili ise PLA malzeme kullanılarak 3 boyutlu baskı ile imal edilmiştir. Bu tez çalışmasında, aerofil profilinin düşük Reynolds sayılarında ivme verileri elde edilerek stall tespiti çalışması deneysel olarak yapılmıştır. İvme verilerini değerlendirmek için istatistiksel yaklaşım kullanılmış ve yeni bir stall tespiti yöntemi önerilmiştir. Ayrıca, optimize edilmiş aerofil profili imal edilmiş ve deneysel olarak incelenmiştir. Orijinal ve optimize edilmiş NACA 4415 aerofil profillerinin deneysel sonuçları, aerodinamik katsayılar açısından karşılaştırılmıştır. Ayrıca, önerilen stall vii tespiti yöntemi kullanılarak optimize edilmiş aerofil profili için titreşim verileri değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, bu tez kapsamında NACA 4415 aerofil profili sayısal ve deneysel olarak detaylı bir şekilde incelenmiş ve çok sayıda çıktı sunulmuştur.