Helikopter Etrafındaki Akışın Sonlu Hacimler Yöntemiyle Analizi

Abstract

Bu çalışmada ileri uçuş durumundaki helikopterlerin etrafındaki akış incelenmiştir. Özellikle rotor ve helikopter gövdesi arasındaki aerodinamik etkileşimler birçok açıdan önemlidir. Akım analizi sonlu hacimler yöntemi kullanılarak yapılmıştır. İki tane ayrı helikopter modeli üzerinde çalışılmıştır. Bunlardan biri Bell 206 helikopter modelidir. Bell 206 helikopter modeli için elde edilen rotor akış (inflow) değerleri teorik sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Kullanılan bir diğer helikopter modeli ise genel bir model olan ve geometrisi analitik olarak ifade edilebilen ROBIN helikopteridir. Bu model için de elde edilen rotor akış değerleri deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada rotor palalarının ayrı ayrı modellenmesi yerine, bir eyleyici disk kullanılmıştır. Rotorun akış alanına olan etkisi kullanılan bu eyleyici disk ile sağlanmıştır. Bu etki disk bölgesindeki akışkanın momentum denklemine eklenen momentum kaynaklarıyla sağlanmıştır. Uygulanan bu yöntem ile palalar için ayrı bir modelleme yapılması gereği ortadan kalkmıştır. Bunun sonucunda, hem çözüm ağı oluşturmada kolaylık sağlanmış, hem de hesaplama daha az bilgisayar zamanı kullanılarak yapılabilmiştir.

The flow around helicopters in the case of forward flight is investigated in this study. Especially, aerodynamic interactions between rotor and helicopter fuselage very important in several ways. The flow analysis is made by using finite volume method. Two different helicopter models are worked on. One of them is Bell 206 helicopter model. Calculated rotor inflow values for Bell 206 model are compared to theoretical results. Another used model is ROBIN. ROBIN is a generic model and its geometry may be defined analytically. Also, the obtained rotor inflow results for the ROBIN is compared to values coming from experiments. In this study, instead of modelling each blade seperately, an actuator disk is employed. Effects of the rotor on the flow field are simulated by actuator disk. For this simulation, momentum sources are added to momentum equation of the fluid inside disk region. Therefore, necessity of modelling the blades seperately is disappered with this method. As a result of this approach, a considerable easiness is provided in terms of grid generation and computation time.