dc.contributor.advisor | Köksal, Murat | |
dc.contributor.author | Aykut, Necla Ecenaz | |
dc.date.accessioned | 2023-12-12T12:27:42Z | |
dc.date.issued | 2023-06 | |
dc.date.submitted | 2023-06-12 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11655/34346 | |
dc.description.abstract | This thesis presents the results of an experimental and numerical study that investigates the detection of boundary layer transitional flow using infrared thermography and Computational Fluid Dynamics analysis.
The experimental part of this thesis involves wind tunnel experiments conducted in METUWIND large-scale multi-purpose wind tunnel. S809 laminar airfoil was used as a test object and experiments were conducted in the boundary layer test section (TS2) of METUWIND. Experiments were performed for different Reynolds numbers at 0° angle of attack and different angles of attack at a Reynolds number of 5×10^5. Thus, separate effects of Reynolds number and angle of attack on the variation of the separation, transition onset, and reattachment points on the chordwise position of the airfoil were examined. In addition, the effect transition strip was observed experimentally using a vortex generator.
In the numerical part of the thesis, CFD simulations of the experimental cases were carried out. Effects of different turbulence transition models (k-ω-γ transition model, transition k-kl-ω model and transition SST model) were examined and implemented to the cases of the thesis using a commercial software. Afterwards, transition models were compared among themselves and with the standard k-ε turbulence model to highlight the difference.
The experimental process and results were compared and discussed with the results of numerical methods. The chordwise positions of the separation, transition, and reattachment points were successfully determined using the IR thermography method and CFD analyses, and the results were consistent. As the Reynolds number changes within the range of 5×10^5, 6×10^5 and 7×10^5 for 0° angle of attack, the chordwise position of the transition onset point did not show significant variations because of the low variation of the Reynolds number. As the angle of attach changes within the range of 0°, 3°, 6° and 9° for 5×10^5 Reynolds number, the chordwise position of the transition onset point approached the leading edge of the airfoil. | tr_TR |
dc.language.iso | en | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Boundary layer transition flow | tr_TR |
dc.subject | Separation bubble | tr_TR |
dc.subject | Infrared thermography | tr_TR |
dc.subject | Wind tunnel testing | tr_TR |
dc.subject | Laminar airfoil | tr_TR |
dc.subject | Computational fluid dynamics | tr_TR |
dc.title | Investigation of Transition Flow Over S809 Airfoil Using Infrared Thermography and Numerical Methods | tr_TR |
dc.title.alternative | S809 Kanat Kesiti Üzerindeki Geçiş Akışının Kızılötesi Termografi ve Sayısal Yöntemlerle İncelenmesi | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Bu tez, kızılötesi termografi ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizi kullanarak sınır tabaka geçiş akışının tespitini inceleyen deneysel ve sayısal bir çalışmanın sonuçlarını sunmaktadır.
Tezin deneysel bölümü, RÜZGEM büyük ölçekli çok amaçlı rüzgar tünelinde gerçekleştirilen rüzgar tüneli testlerini içermektedir. Test objesi olarak S809 laminar kanadı kullanılmış ve deneyler RÜZGEM sınır tabaka test kesiti (TK2) içinde gerçekleştirilmiştir. Deneyler, sabit 0° hücum açısında farklı Reynolds sayıları ve sabit 5×10^5 Reynolds sayısında farklı hücum açıları için yapılmıştır. Böylece Reynolds sayısı ve hücum açısının sınır tabaka ayrılması, geşiç akışı başlangıcı ve akışın yeniden bağlanma noktalarının kanat kirişi üzerindeki konumunun değişimine etkisi incelenmiştir. Ayrıca, kanat modeline geçiş şeridi eklenerek deneysel olarak etkisi gözlemlenmiştir.
Tezin sayısal bölümünde, deneysel durumların HAD simulasyonları gerçekleştirilmiştir. Farklı türbülansa geçiş modellerinin (k-ω-γ geçiş modeli, geçiş k-kl-ω modeli ve geçiş SST modeli) etkileri incelenmiş ve ticari bir yazılım kullanılarak deney koşullarna uygulanmıştır. Ardından, geçiş modelleri birbirleriyle ve k-ε türbülans modeliyle karşılaştırılmış ve farklar vurgulanmıştır.
Deneysel süreç ve sonuçlar, sayısal yöntemlerin sonuçlarıyla karşılaştırılarak tartışılmıştır. Ayrılma, geçiş akışı başlangıcı ve yeniden bağlanma noktalarının kanat kirişi boyunca konumları, IR termografi yöntemi ve CFD analizleri kullanılarak başarılı bir şekilde belirlenmiş ve sonuçlar tutarlı çıkmıştır. Reynolds sayısı 5×10^5, 6×10^5, 7×10^5 aralığında değiştiğinde 0° hücum açısı için, geçiş akışı başlangıç noktasının kanat kirişi boyunca konumu önemli bir değişim göstermemiştir, çünkü Reynolds sayısının mertebesi çok yüksek değildi. Hücum açısı 0°, 3°, 6°, 9° aralığında değiştiğinde 5×10^5 Reynolds sayısı için, geçiş başlangıç noktasının kanat kirişi boyunca konumu kanadın ön kenarına yaklaşmıştır. | tr_TR |
dc.contributor.department | Makine Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2023-12-12T12:27:42Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |