Havacılık uygulamaları için açık kaynaklı parametrik bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesinin geliştirilmesi

Authors : Buğra Batan, Saleh Abuhanieh, Tamer Çalışıır, Şahin Yiğit

Pages : 381-400

Doi:10.17341/gazimmfd.1334282

View : 87 | Download : 140

Publication Date : 2024-08-16

Article Type : Research Paper

Abstract :Sürekli büyüyen havacılık sektöründe uçuş sayısının artması nedeniyle uçakların karbon ayak izi de artış göstermektedir. Uçakların aerodinamik performansının iyileştirilmesi kritik bir gereklilik haline gelmiştir. Bu nedenle, uçak bileşenlerinin tasarımında aerodinamik şekil optimizasyonu (ASO) büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, transonik rejimde N2A-EXTE hava aracının geometrisi optimize etmek için açık kaynaklı araçlar kullanılarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) tabanlı parametrik bir ASO çerçevesi tasarlanmıştır. Sunulan ASO çerçevesi kullanılarak elde edilen sonuçlar, N2A-EXTE hava aracı için maksimum olarak %10’luk göreceli iyileştirme yaptığını göstermiştir. Optimize edilmiş aerodinamik yüzeylerin üzerindeki basınç dağılımı ve süpersonik bölgelerin başlangıç geometrisi ile kıyaslanması sonucunda yapılan göreceli iyileştirmenin nedenleri ortaya konmuştur. Ayrıca N2A-EXTE hava aracı için oluşturulan yeni tasarımlar için hacim, yüzey alanı ve boylamsal statik kararlılık karakteristiği açısından orijinal hava aracı geometrisi ile kıyaslanmıştır. Gerçek bir hava aracı üzerinde yapılan optimizasyon çalışmaları mevcut çalışmada önerilen ASO çerçevesinin yeterince kararlı olduğunu ve iyi çalıştığını ortaya koymuştur. Bu çalışmada tasarlanan ASO çerçevesinde yer alan açık kaynak yazılımlar başka tasarım araçları ile yer değiştirilebilir olup farklı havacılık uygulamalarında ve hava araçlarının ön tasarım aşamalarında kolaylıkla kullanılabilmektedir. Mevcut çalışmada sunulan ASO çerçevesi gelecekte yapılacak çok disiplinli ASO çalışmasının ilk adımı olarak düşünülebilir.
Keywords : DAKOTA, Genetik Algoritma, Uçan Kanat Hava Aracı, OpenFOAM, HiSA