Jenerik pikap kamyonetlerin aerodinamik karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışmada, modifiye edilerek oluşurulmuş kamyonetlerin aerodinamik özellikleri sonlu hacimler metodu ile incelenmiştir. Kamyonetler etrafındaki daimi, üç-boyutlu ve türbülanslı akışlar standart k-epsilon türbülans modeli ile çözülmüştür. Açık literatürde bulunan ve deneysel olarak iki-boyutlu-olarak incelenmiş bir kamyonet referans alınarak, kasası üzerinde bir takım modifikasyonlar yapılmıştır. Bunun için, kasanın yanlarının dışında, üst kısmı da düzlemsel bir yüzeyle örtülmüştür. Son olarak, kasanın üstü, yanlarıyla beraber kamyonet kasasından kabin üst yüzeyine kadar her tarafından tamamen kapatılmıştır. Yapılan simülasyonlar, referans araç üzerinde yapılan değişikliklerin, direnç katsayısı dikkate alındığında, araçların aerodinamik karakteristiklerini iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Orijinal duruma nazaran aracın kabinden kasanın üstüne kadar kaplanmasıyla %50, kasanın arka, üst ve yanlarının kapatılmasıyla %30 ve sadece kasanın arka ve yanlarının kapatılıp üst tarafının açık bırakılmasıyla direnç değerinde, %20 düşüş sağlanmıştır. Dirençteki bu azalmaların sebebi, kasa etrafında ve kasa ile kabin arasındaki bölgede akış ayrılmasının önlenmesidir. Kasanın şekli ne olursa olsun, direnç katsayısı Reynolds (Re) sayısının Re=120103‘e kadar arttırılmasıyla azalmıştır. Bu değerden sonra direnç değerleri Re sayısıyla artık çok fazla değişmediği için bu değerin kritik Reynolds sayısı olduğu görülmüştür.

Numerical investigation of aerodynamic characteristics of generic pickup trucks

In the present study, aerodynamic properties of modified generic pickup trucks were investigated by means of finite volume method. Steady, three-dimensional and turbulent flows over the pickup trucks were solved by standard k-epsilon turbulence model. An experimentally investigated two-dimensional pickup truck found in the open literature was used as a benchmark case and some modifications were done on it by closing the sides of the bed first. Then a tonneau was used to close the top of the box and finally, a canopy was used to cover the box completely from the tailgate to the cab roof. Simulations reveal that such modifications that were done on the reference case improve the aerodynamic characteristics of the vehicles in terms of drag coefficient. With respect to the original case, the drag coefficient reduces approximately 50%, 30% and 20% by using a canopy, a tonneau and closing all sides except top of the bed. Such decreases in drag coefficient was achieved because every modification prevents the flow separation more effectively around the bed and behind the cab. Regardless of the shape of the bed, the drag coefficient decreases with increasing Reynolds (Re) number up to Re=120103. It seems that this is the critical Reynolds number since drag coefficient does not change considerably with Re any more.

___

  • Agelin-Chaab M. “Structure of turbulent flows over two-dimensional bluff bodies inspired by a pickup truck geometry”. International Journal of Heat Fluid Flow, 50, 417-430, 2014.
  • Bayraktar S, Bilgili YO. “Effects of under body diffuser on the aerodynamics of a generic car”. International Journal of Automotive Engineering Technology, 7(2), 99-109, 2018.
  • Sudin MN, Abdullah MA. Shamsuddin SA, Ramli FR, Tahir MM. “Review of research on vehicles aerodynamic drag reduction methods”. International Journal of Mechanical Engineering, 14(2), 35-47, 2014.
  • Altaf A, Omar AA, Asrar W. “Passive drag reduction of square back road vehicles”. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 134, 30-43, 2014.
  • Das P, Tsubokura M, Matsuuki T, Oshima N, Kitoh K. “Large eddy simulation of the flow-field around a full-scale heavy-duty truck”. Proceeding Engineering, 56, 521-530, 2013.
  • Chilbule C, Upadhyay A, Mukkamala Y. “Analyzing the profile modification of truck-trailer to prune the aerodynamic drag and its repercussion of fuel consumption”. Proceeding Engineering, 97, 1208-1219, 2014.
  • Turkish Statistical Institute (TUIK). “Motorized Ground Vehicles”. http://www.tuik.gov.tr/PreHaberBultenleri.do?id=27647, (14.12.2018).
  • U.S. Department of Transportation, Bureau of Transportation Statistics, National Transport Statistics 2017,
  • Yang Z, Khalighi B. “CFD simulations for flow over pickup trucks”. SAE World Congress, Detroit, Michigan, USA, 11-14 April 2005.
  • Lokhande B, Sovani S, Khalighi B. “Transient simulation of the flow field around a generic pickup truck”. SAE World Congress, Detroit, Michigan, USA, March 3-6 2003.
  • Williams NA, Gordis JH, Leatherwood M. “Drag optimization of light trucks using computational fluid dynamics”, SAE Commercial Vehicle Engineering Congress & Exhibition, Chicago, Illinois, USA, 26-28 October 2004.
  • Ha J, Obayashi S, Kohama Y. “Drag characteristics of a pickup truck according to the bed geometry”, Proceedings of the 7th IASME/WSEAS International Conference on Fluid Mechanics & Aerodynamics, Moscow, Russia, 20-22 August 2009.
  • Ha J, Jeong S, Obayashi S. “Drag reduction of a pickup truck by a rear downward flap”. International Journal of Automotive Technology, 12(3), 369-374, 2011.
  • Moussa AA, Fischer J, Yadav R. “Aerodynamic drag reduction for a generic truck using geometrically optimized rear cabin bumps”. Journal of Engineering, Article ID 789475, 1-14, 2015.
  • Boyer H, Sigurdson L. “Flow visualization of light vehicle-trailer systems aerodynamics”, Journal of Visualization, 18, 459-468, 2015.
  • Launder BE, Spalding DB. Lectures in Mathematical Models of Turbulence, London, England, Academic Press, 1972.
  • Cengel YA, Cimbala JM, Fluid Mechanics Fundamentals and Applications. 4th ed. New York, USA, McGraw-Hill Education, 2017.
  • Sharma RB, Bansal R. “CFD simulation for flow over passenger car using tail pates for aerodynamic drag reduction”. Journal of Mechanical and Civil Engineering, 7(5), 28-35, 2013.
  • Altinisik A, Kutukceken E, Umur H. “Experimental and numerical aerodynamic analysis of a passenger car: Influence of the blockage ratio on drag coefficient”.Journal of Fluid Engineering, 137, 081104-114, 2015.
  • Bayraktar S, Yayla S, Oztekin A, Ma H. “Wall proximity effects on flow over cylinders with different cross-sections”. Canadian Journal of Physics, 92(10), 1141, 1148, 2014.
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-7009
  • Başlangıç: 1995
  • Yayıncı: PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi

Hasan GEDİKLİ, İsmail ÖZEN

Akış tipi çizelgeme problemlerinin hibrit ateşböceği ve parçacık sürü optimizasyonu algoritmasıyla çözümünde başlangıç popülasyonlarının etkileri

Serkan KAYA, İzzettin Hakan KARAÇİZMELİ, İbrahim Berkan AYDİLEK, Mehmet Emin TENEKECİ, Abdülkadir GÜMÜŞÇÜ

Yeni imalat teknolojileri açısından doğal elyaf termoplastik kompozitler: Bir derleme

Anıl AKDOĞAN, Ali Serdar VANLI

Jeotermal enerji destekli çok fonksiyonlu enerji üretim sisteminin termodinamik analizi

Yunus Emre YÜKSEL, Murat ÖZTÜRK

Florin içerikli koruyucu gaz parametrelerinin ergiyik magnezyum alaşımlarının yüzey filmi üzerine etkilerinin incelenmesi

Ali Serdar VANLI, Anıl AKDOĞAN, Meltem ERYILDIZ

Jenerik pikap kamyonetlerin aerodinamik karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi

Volkan ATATUG, Seyfettin BAYRAKTAR

Tek-katlı kompozit dalgalı yayların tasarımı, modellenmesi ve yapısal analizi

Bertan BEYLERGİL

Bir elektrik dağıtım firması için KEMIRA-M yöntemi ile depo yeri seçimi

Öznil KIŞ, Gülin Feryal CAN, Pelin TOKTAŞ

Ar-Ge proje seçim problemine yeni bir yaklaşım ve çözüm önerisi: UTA yöntemi

Ela BİNİCİ, Erdem AKSAKAL

Türkiye’deki Üniversitelerde Endüstri Mühendisliği alanında yapılan lisansüstü tezlerin analizi

Cihan ÇETİNKAYA, Ayşenur USLU, Eren ÖZCEYLAN, Kaan Mert HAYIRSÖZ