The Effects of Initial y plus: Numerical Analysis of 3D NACA 4412 Wing Using γ-Reθ SST Turbulence Model

Authors : Durmuş Sinan KÖRPE, Öztürk Özdemir KANAT, Tuğrul OKTAY

Pages : 692-702

Doi:10.31590/ejosat.631135

View : 27 | Download : 21

Publication Date : 2019-12-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu sayısal çalışmada, boyutsuz bir kavram olan y plus değerinin NACA 4412 kanat profili kullanılarak tasarlanmış olan bir kanadın aerodinamik katsayı sonuçları üzerine olan etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, bir kanat tasarlanmış ve dış akış analizi sabit irtifa değerine göre yürütülmüştür. Bu dış akış analizleri için, bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) programı olan ve sonlu hacim metoduna göre problemleri çözen ANSYS Fluent programı kullanılmıştır. Sayısal çalışma için basınç-tabanlı metottan yararlanılmıştır. Böylelikle başlangıç y plus değerindeki değişimlerin bir sonucu olarak meydana gelen duvar üzerindeki katsayı farklılıkları en iyi şekilde hesaplanabilmiştir. Laminer-türbülanslı akış geçişlerinin olduğu akış problemlerini çözen en iyi modellerden biri olması nedeniyle bu çalışmada γ-Re θ SST türbülans modeli kullanılmıştır. 9 farklı y plus (1, 5, 10, 30, 45, 60, 75, 90, 105) değeri için duvar üzerindeki ilk eleman yükseklikleri (duvar üzerindeki en yakın katman) hesaplanmıştır. Bu ilk eleman yüksekliğine göre kanat üzerinde inflation katmanları ile hesap bölgesi boyunca 3 boyutlu kontrol hacimleri oluşturulmuştur. Daha anlaşılabilir olması için, her bir hesap bölgesi için oluşturulan kontrol hacimlerinin kalitesini ifade eden ortogonal kalite ile eğrilik değerleri sunulmuştur. Aynı kanat üzerindeki bu 9 farklı y plus değerine göre taşıma ve sürükleme katsayılarındaki değişimler grafiksel olarak belirtilmiştir. Bunlarla birlikte, elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş ve literatürde de belirtildiği gibi γ-Re θ SST modeli kullanılarak aerodinamik kuvvetlerin hesaplanabilmesinin, başlangıç y plus değeri ile doğrudan orantılı olduğu gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, kanat üzerinde meydana gelen akış ayrılmalarının tespitinde ve akışın tekrar tutunmasının belirlenmesinde başlangıç y plus değerine bağlı olarak belirgin farklılıkların olduğu bu çalışma ile ortaya konulmuştur.
Keywords : y plus, γ Reθ SST, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, Ansys Fluent