Askı ve ileri uçuştaki bir helikopter gövdesinin aerodinamik katsayılarının FLUENT kullanılarak hesaplanması

Bu tez çalışmasında, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) paket programlarından FLUENT® kullanılarak, ilgili literatürde ROBIN (Rotor Body Interaction) olarak anılan jenerik bir helikopter gövdesinin askı ve ileri uçuşunda ana rotor akım alanı etkisi altındaki aerodinamik analizi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle FLUENT®'in sunduğu model ve ağ oluşturma programı (pre-processor) olan GAMBIT'te üç boyutlu gövde ve etrafındaki çözüm ağı hassas sonuçlar elde edilmesine olanak sağlayacak şekilde üretilmeye çalışılmıştır. Rotor akım alanının gövde üzerindeki etkisinin benzetiminin sağlanması amacıyla, bu çözüm ağı içine gömülü olarak, sürekli bir lineer momentum kaynak dağılımı içeren silindirik bir hacim oluşturulmuştur. Ağın oluşturulmasından sonra FLUENT® aracılığıyla sayısal analiz gerçekleştirilmiş ve bulunan sonuçlar yine aynı program aracılığıyla sayısal ve grafiksel olarak sunulmuştur. Çalışmanın amacı, askı ve ileri uçuş hallerinde helikopter gövdesi etrafındaki akımın ve buna karşı gelen yüzey basınç dağılımının sayısal olarak incelenmesi olduğundan, hesaplamalar, helikopterin iki nominal ilerleme oranı ($\mu$=0.01, 0.05) ve üç nominal rotor diski yüklemesi ($C_T/\sigma$ =0.040, 0.064, 0.080) için yapılmıştır. Sürtünmeli çözümler için, RNG $k-\varepsilon$ türbülans modeli kullanılmıştır. Hesaplama ağının oluşturulması ve deneme mahiyetindeki hesaplamalar kişisel bilgisayarlarda yapılmış, ancak burada sunulan sonuçlar l.Hava İkmal Bakım Merkez Komutanlığı (ESKİŞEHİR) bünyesindeki iş istasyonları kullanılarak elde edilmiştir. Bulunan sonuçlar, doğruluklarının sınanması amacıyla daha önce yapılmış olan deneysel çalışmaların sonuçlarıyla ayrıntılı olarak karşılaştırılmıştır.

___

1.Jameson, A. 1996.The present status, challenges, and future developments in computational fluid dynamics. In: Progress and Challenges in CFD Methods and Algorithms,AGARD-CP-578

2.Vos, J.B, A. Rizzi, D. Darracq, E.H. Hirschel, Navier-Stokes Solvers in European Aircraft Design, Progress in Aerospace Sciences. Vol. 38, pp. 601-697,2002.

3.Mineck R.E, Gorton SA. June 2000. Steady and periodic pressure measurements on a generic helicopter fuselage model in the presence of a rotor. NASA TM 210286.

4.Leishman, J. G., 2000. Principles of Helicopter Aerodynamics, Cambridge University Press, UK.

5.Chaffin MS, Berry JD. Helicopter fuselage aerodynamics under a rotor by Navier-Stokes simulation. J Amer Helicopter Soc 1997;42:235-43.

6.Boyd, D. D., Barnwell, R. W. Ve Gorton, S. A., 2000.; A Computational Model for Rotor-Fuselage Interactional Aerodynamics,AIAA 38th Aerospace Sciences Meeting & Exhibit Reno, Nevada, ABD, 10-13 Jan.

7.Costes M, Collercandy R, Kroll N, von Geyer HF, Renzoni P, Amato M, Kokkalis A, Wehr D. Navier-Stokes calculations of helicopter fuselage flowfields and loads. American Helicopter Society 54th Annual Forum, Washington, DC, June 1999

8.Filippone, A., 2000. Data and Performances of Selected Aircraft and Rotorcraft, Progress in Aerospace Sciences, 36, 629-654

9.Van Dam, C. P., 1999. Recent Experience with different Methods of Drag Prediction, Progress in Aerospace Sciences, 35, 751-798.

10.Fluent Incorporated. FLUENT® User's guide, 1998