Askı Durumundaki Bir Rotorun Performansının Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Yöntemleriyle İncelenmesi

Abstract

Çalışmanın amacı askı durumundaki bir rotor etrafındaki akış alanını Hesaplamalı Akışkanla Dinamiği Yardımıyla tahmin edebilmek ve kullanılan yöntemi helikopter-rotor çiftine uygulamaktır. Çalışmanın ilk bölümünde burulmasız, ok açısız, dikdörtgen iz düşümüne sahip, açıklık oranı 6 olan ve NACA 0012 kanat profilinde oluşan bir rotor incelenmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise ROBIN isimli model helikopter incelenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde rotordan yeterince uzakta bulunan sınırlara verilen sınır şartının akış alanına etkisi ve uyuşmaz ağ ara yüzün kullanılabilirliği incelenmiştir. Uç girdabının sayısal yayınımını azaltabilmek için özel bir sayısal ağ yapısı kullanılmıştır. Rotorun dönmesi Çoklu Eksen Takımı Yöntemiyle belirtilmiş ve zamandan bağımsız bir çözüm alınmıştır. Toplam altı değişik durumun analizi yapılmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde ise rotor-gövde konfigürasyonu incelenmiştir. Askı durumnda rotorun indüklediği akışkan gövde etrafında zaman bağlı bir akım karakteristiği oluşturduğu için Çoklu Eksen Takımı Yöntemi bu durumda çok iyi sonuçlar vermemiştir. Bu nedenle zamana bağlı analizler yapılmış ve sonuçlar deneysel verilerle karşılaştırılmıştır.

Aim of the study is to calculate a rotor flow field in hover by using Computational Fluid Dynamics and to apply the method to a rotor-fuselage configuration. In the first part of the study, a two bladed, untwisted, rigid rotor which has aspect ratio of 6 is investigated. The blade sections are made of NACA0012 airfoils and the blade has a rectangular planform. The effectiveness of the boundary conditions type defined on a far field boundary and non conformal grid interface is also investigated. A special mesh was used in order to minimize the numerical diffusion of the tip vortex. Rotation of the rotor is defined using Multiple Reference Frame (MRF) and steady calculations were performed In the second part of the study, a rotor-fuselage configuration is investigated using MRF. Conculusion is that it is not appropriate tu use MRF in this case because of strong unstediness. Therefore, unsteady caltulations performed for the same configuration.