Kanat-uçkanat Etkileşiminin Sayısal Analizi

Abstract

1970’lerin başlarından itibaren uçaklardaki sürüklemeyi azaltmaya yönelik teknoloji askeri ve sivil sahalarda büyük önem kazanmaya başladı. Bu amaçla yapılan çalışmalar, kanat ucuna monte edilmiş yüzeylerin kanat uçlarında oluşan girdap yapılarını azalttığını ve yaydığını ortaya koymuştur. O yıllarda NASA aerodinamikçilerinden Richard Whitcomb tarafından geliştirilen uçkanat kavramı bu çalışmaların en umut verici olanlarından biridir ve kanadın efektif açıklığını arttıran bir düzen olarak düşünülebilir. Yapılan bu çalışmada uçkanatların uçuş performansına etkilerini incelemek üzere kanat-uçkanat etkileşimi, deneysel çalışmanın zorlukları ve maliyeti gözönüne alınarak sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal ağ üretimi sayısal çözümlemenin neredeyse yarıya yakın bir kısmını oluşturan zorlu bir işlem olduğundan bu çalışmada MSC/Patran gibi bir ön işlem programı kullanılarak bu süreç kolaylaştırılmaya ve kısaltılmaya çalışılmıştır. Seçilmiş kanat ve kanat-uçkanat yapıları etrafındaki akım alanının analizi sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak Navier-Stokes denklemlerinin çözümü ile elde edilmiştir.

Since the early seventies aircraft viscous reduction technology has gained more importance to military and civilian operators. It has been known for a long time that mounting end plates to a wing can reduce and diffuse the vortex structures. Winglet concept, designed by a NASA aerodynamicist Richard Whitcomb, is one of the most promising concepts and a device to increase the effective span of a given wing. Grid generation is a very important aspect of solving computationalfluid dynamics problems. In this study a commercial preprocessor (MSC/Patran) is used for grid generation. Various grids are generated around the wing and the wing-winglet configuration and for the analysis of the flow field, the solution of the Navier-Stokes equation is obtain using finite element method.