ÇIRPAN KANAT AERODİNAMİĞİNDE GİRDAPLARIN DENEYSEL VE SAYISAL OLARAK BELİRLENMESİ

Benzer belgeler
Çırpan Kanat Aerodinamik Kuvvetlerinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi

Havada Asılı Konumdaki Çırpan Kanat Profilinin Sayısal ve Analitik Modellemesi

DÖRT ÇUBUK MEKANİZMALI ÇIRPAN KANATLI HAVA ARACI YAPIMI, ANALİZİ VE TESTLERİ M.Gülay Şenol *

FÜZE KANADININ SES-ÜSTÜ UÇUŞ KOŞULUNDAKİ AEROELASTİK ANALİZİ

PİEZOELEKTRİK EYLEYİCİ İLE TETİKLENEN GÜVE BÖCEĞİ KANADIN AERODİNAMİK KUVVET DENEYSEL OLARAK KARŞILAŞTIRILMASI

AMFİBİ İHA GÖVDE PARAMETRELERİNİN SÜRÜKLEME KATSAYISI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

3 BOYUTLU ÇIRPAN KANAT İÇİN ZAMANA BAĞLI AERODİNAMİK MODEL GELİŞTİRİLMESİ

ÇIRPAN KANAT KESİTLERİ İLE İTKİ ÜRETİMİNİN HESAPLANMASI VE DENEYSEL SONUÇLARLA KARŞILAŞTIRILMASI

SES-ÜSTÜ KANARD KONTROLLÜ FÜZELER İÇİN SERBEST DÖNEN KUYRUĞUN ŞEKİL OPTİMİZASYONU

BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN KANATLARIN ÖN TASARIM SÜRECİNDE AERODİNAMİK VE YAPISAL ANALİZLERİNİN EŞLENMESİ

Dikey İniş/Kalkış Yapabilen Hareketli Kanatlı İnsansız Hava Aracının Tasarımı

TMMOB Makina Mühendisleri Odası VIII. Ulusal Uçak, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Kurultayı Mayıs 2015 / ESKİŞEHİR

Şekil 1:Havacılık tarihinin farklı dönemlerinde geliştirilmiş kanat profilleri

DÜŞÜK VE ORTA OK AÇILI DELTA KANATLAR ÜZERİNDEKİ AKIŞIN PASİF AKITMA YÖNTEMİ İLE KONTROLÜ

İKİ BOYUTLU PARÇACIK GÖRÜNTÜLEMELİ HIZÖLÇER VERİLERİNDEN BASINÇ ALANI TAHMİNİ

Düşük Süpürme Açısına Sahip Delta Kanat Modeli Üzerinde Oluşan Aerodinamik Karakteristiklerin İncelenmesi

DÜZ FLAPLI POZİTİF KAMBURA SAHİP NACA 4412 KANAT PROFİLİNİN AERODİNAMİK PERFORMANSININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ ANALİZİ

Prof. Dr. Yavuz YAMAN, Prof. Dr. Serkan ÖZGEN, Doç. Dr. Melin ŞAHİN Y. Doç. Dr. Güçlü SEBER, Evren SAKARYA, Levent ÜNLÜSOY, E.

YALIN PERVANE VE KANAL İÇİ PERVANE SİSTEMİNİN SAYISAL VE DENEYSEL OLARAK KARŞILAŞTIRILMASI

KONVANSİYONEL VE KONVANSİYONEL OLMAYAN KONTROL YÜZEYLERİNE SAHİP İNSANSIZ HAVA ARACIN KANATLARININ AERODİNAMİK ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

BİR ÇIRPAN KANAT ETRAFINDA MEYDANA GELEN GİRDAP MEKANİZMASININ İNCELENMESİ

AERODİNAMİK KUVVETLER

İNSANSIZ HAVA ARACI PERVANELERİNİN TASARIM, ANALİZ VE TEST YETENEKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

MODEL HELİKOPTER DÖNER KANAT SİSTEMİ İÇİN YER ETKİSİ DURUMUNDA PERFORMANS VE AKIŞ ARAŞTIRMASI

ANADOLU ÜNİVERSİTESİ HAVACILIK VE UZAY BİLİMLERİ FAKÜLTESİ. Prof. Dr. Mustafa Cavcar 8 Mayıs 2013

HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVAR CİHAZLARI ALIM İŞİ TEKNİK ŞARTNAME. Genel Çalışma Koşulları: 0-40 C. Sıcaklık

DEĞİ KEN KAMBURA SAHİP NACA 4412 KANAT KESİTİNİN 2-BOYUTLU AERODİNAMİK ANALİZİ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

UÇUŞ SIRASINDA BUZLANMA ANALİZLERİNDE DAMLACIK YÖRÜNGELERİNİN PARALEL HESAPLAMA YÖNTEMİYLE BELİRLENMESİ

SENTETİK JET PARAMETRELERİNİN ELİPTİK PROFİL VE KANAT KESİDİ ÜZERİNDEKİ AKIŞIN KONTROLÜ İÇİN YANIT YÜZEYİ YÖNTEMİ İLE ENİYİLEŞTİRİLMESİ

AERODİNAMİK İTKİ OPTİMİZASYONU: SAYISAL VE DENEYSEL YAKLAŞIM

DÜŞÜK OK AÇILI DELTA KANAT ÜZERİNDEKİ AKIŞIN PASİF AKITMA YÖNTEMİYLE KONTROLÜ

BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN KANAT YÜZEYLERİNİN AERODİNAMİK YÜKLER ALTINDAKİ DAVRANIŞLARI

BOŞTA HAREKET DOĞRUSALSIZLIĞI BULUNAN, GÖREVE UYUMLU KONTROL YÜZEYLERİNİN ÇIRPMA YÖNÜNDEN İNCELENMESİ

Huseyin Nafiz ALEMDAROGLU as of December 2016

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ-II

GÜNCEL HAD YÖNTEMLERİNİN JENERİK F-16 GEOMETRİSİNE UYGULANARAK AERODİNAMİK KATSAYILARIN BELİRLENMESİ

SÜRÜKLEME DENEYİ TEORİ

1. Giriş. 2. Dört Rotorlu Hava Aracı Dinamiği 3. Kontrolör Tasarımı 4. Deneyler ve Sonuçları. 5. Sonuç

SIĞ SUDA YAN YANA SIRALI İKİ SİLİNDİR ARKASINDA OLUŞAN AKIŞ YAPISININ PASİF YÖNTEMLE KONTROLÜ 1

CAEeda TM OM6 KANADI MODELLEME. EDA Tasarım Analiz Mühendislik

TÜMLEŞİK KANAT ELEMANI - HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİ İLE DİKEY RÜZGAR TÜRBİNİ PERFORMANSININ HESAPLANMASI

ÜST ÜSTE ÇIRPAN İKİ KANAT KESİTİNİN MAKSİMUM İTKİ İÇİN PARALEL ENİYİLEŞTİRMESİ

Dikey İniş Kalkış Yapabilen Sabit Kanatlı İnsansız Hava Aracı Çalışmaları

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

Şekil 2: Kanat profili geometrisi

4.1 denklemine yakından bakalım. Tanımdan α = dω/dt olduğu bilinmektedir (ω açısal hız). O hâlde eğer cisme etki eden tork sıfır ise;

İnsansız Hava Araçlarına Bir Bakış Doç. Dr. Dilek Funda KURTULUŞ, Prof. Dr. Ozan TEKİNALP ODTÜ, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü

KALINLIK-VETER ORANININ DÜŞÜK OK AÇILI DELTA KANAT ÜZERİNDEKİ AKIŞ YAPISINA ETKİSİNİN NÜMERİK İNCELENMESİ

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ II FİNAL SINAVI Numara: Adı Soyadı: SORULAR-CEVAPLAR

KÜÇÜK ÖLÇEKLİ RÜZGAR TÜRBİNİ KANADINA KUŞ ÇARPMASI ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI ÖZET

BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN KONTROL YÜZEYLERİNİN YAPISAL ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

AKTİF KAYNAKLI YÜZEY DALGASI (MASW) YÖNTEMINDE FARKLI DOĞRUSAL DIZILIMLERIN SPEKTRAL ÇÖZÜNÜRLÜLÜĞÜ

AERODİNAMİK KUVVETLER

MİKRO FREZELEME İŞLEMİNDE KESME KOŞULLARININ TAKIM AŞINMASI VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ. Doç. Dr. Tahsin Engin. Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Isı Kütle Transferi. Zorlanmış Dış Taşınım

ŞEKİL DEĞİŞTİREN UÇAKLAR VE GELECEK

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

Numerical Investigation of the Effect of Needle Tilting Angle on Irrigant Flow Inside the Tooth Root Canal

Yrd. Doç. Dr.Yiğit Aksoy

ÇEV-220 Hidrolik. Çukurova Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Demet KALAT

Taarruz Helikopteri Simülatörü için İnsan Faktörleri Değerlendirmeleri

KANAT PROFİLİ ETRAFINDAKİ SIKIŞTIRILAMAZ AKIŞ

3. İzmir Rüzgar Sempozyumu Ekim 2015, İzmir

GEMİ DİRENCİ ve SEVKİ

Selçuk Üniversitesi. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi. Kimya Mühendisliği Bölümü. Kimya Mühendisliği Laboratuvarı. Venturimetre Deney Föyü

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

NÖ-A NÖ-B. Şube. Alınan Puan. Adı- Soyadı: Fakülte No: 1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin eşit olduğunu gösteriniz. 1/6

KENAR DEĞİŞİKLİKLERİNİN DÜŞÜK OK AÇILI DELTA KANAT ÜZERİNDEKİ AKIŞ YAPILARINA ETKİLERİ

Yücel ÖZMEN 1* ve Erhan AKSU 2 Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon ÖZET

UÇAK MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDATI

BİR MODEL KARA TAŞITI ETRAFINDAKİ AKIŞ YAPISININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

TAŞINIMIN FİZİKSEL MEKANİZMASI

DÖNER KANATLAR İÇİN YER ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

AKILLI BİR PLAKANIN SERBEST VE ZORLANMIŞ TİTREŞİMLERİNİN KONTROLÜ

ÇIRPAN KANATTA KANAT PROFİLİNİN ETKİSİ

DENEYSAN EĞİTİM CİHAZLARI SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ.

CASA CN 235 UÇAĞININ DIŞ AERODİNAMİK YÜKLERİNİN HESAPLANMASI

DENEY FÖYÜ 1: Direnç Ölçme ve Devre Kurulması

ELMAS KANAT MODELİNDE OLUŞAN GİRDAP ÇÖKMESİNE SAPMA AÇISININ ETKİSİ EFFECT OF YAW ANGLE ON THE FORMATION OF VORTEX BREAKDOWN OVER THE DIAMOND WING

İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi

İTKİLİ MOTORLU UÇAĞIN YATAY UÇUŞ HIZI

2. POTANSİYEL VE KİNETİK ENERJİ 2.1. CİSİMLERİN POTANSİYEL ENERJİSİ. Konumundan dolayı bir cismin sahip olduğu enerjiye Potansiyel Enerji denir.

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 9 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

Fiziksel bir olayı incelemek için çeşitli yöntemler kullanılır. Bunlar; 1. Ampirik Bağıntılar 2. Boyut Analizi, Benzerlik Teorisi 3.

(b) Model ve prototipi eşleştirmek için Reynolds benzerliğini kurmalıyız:

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

BÖLÜM 6 GERÇEK AKIŞKANLARIN HAREKETİ

Derece Alan Üniversite Yıl Lisans Hidrodinamik, Gemi Model İstanbul Teknik Üniversitesi

Uluslararası Yavuz Tüneli

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ : ASÜ MÜH. FAK. MAK. MÜH. BÖL AKSARAY

SU ALTI AKUSTİĞİ TEMELLERİ & EĞİTİM FAALİYETLERİ

1.Seviye ITAP 24_30_Aralık_2012 Deneme Sınavı Dinamik IX Dönme Dinamiği _Sorular

ODTÜ'DE YAPILAN İNSANSIZ HAVA ARACI ÇALIŞMALARI

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK490 Makine Laboratuarı Dersi Akışkanlar Mekaniği Deneyi

Transkript:

ÇIRPAN KANAT AERODİNAMİĞİNDE GİRDAPLARIN DENEYSEL VE SAYISAL OLARAK BELİRLENMESİ Dilek Funda Kurtuluş 1,2 Laurent David 2 e-posta: dfunda@ae.metu.edu.tr Laurent.David@univ-poitiers.fr Alain Farcy 2 Nafiz Alemdaroğlu 1 farcy@ensma.fr nafiz@metu.edu.tr 1 ODTÜ, Mühendislik Fakültesi, Havacılık ve Uzay Müh. Bölümü, 06531 ANKARA 2 ENSMA/Université de Poitiers, Laboratoire d Etude d Aérodynamique (CNRS UMR6609) Poitiers FRANSA ÖZET Mikro Hava Araçları nın geliştirilmesine yönelik olarak havada asılı durumda çırpan kanat hareketinin aerodinamiği incelenmiştir. Bu çalışmadaki amaç, kanat hareketi ile oluşan girdap dinamiğinin direkt sayısal simülasyon ve deneysel analizlerle karakterize edilmesidir. Simetrik bir kanat kesiti kullanılmıştır. Akım sıkıştırılamaz ve laminer kabul edilmiş ve Reynolds sayısı 1000 alınmıştır. Akımın analizi için deneysel yöntemlerden lazer tabakası kullanılarak akımın görüntülemesi yapılmış. Simetrik şekilde havada asılı durma bir çok böcek türünde ve özellikle arıböceği (hummingbird) kuşlarında gözlenmektedir. Bu uçuş esnasında kanatlar tüm kanat çırpma periyodu süresince formunu koruyarak hareket etmektedirler ve aşağı-yukarı çırpma hareketi bir periyod boyunca simetrik olarak gerçekleşmektedir. I. GİRİŞ Kara, deniz, hava ve uzayda, yüksek yaşamsal tehlike içeren görevlerde insanın yerini alması veya maliyetlerin düşürülmesi amacıyla; insansız (uzaktan kumandalı veya otonom) araçlar teknoloji dünyasında önemli bir konuma gelmeye başlamıştır. Mikro hava araçları, insansız hava araçlarının 15cm den küçük modellerine verilen isimdir. Boyut küçüldüğünden sabit kanatlarda kanat alanı ile doğru orantılı olan taşıma kuvveti yetersiz kalmış ve bu nedenle farklı taşıma kuvveti yaratma teknikleri incelenmeye başlanmıştır. Çırpan kanat aerodinamiği ve itkisi, günümüzde birçok araştırmacının alternatif bir Mikro Hava Aracı itki sistemi olarak ilgisini çekmektedir. Çırpan kanat sisteminin en başta gelen grubunu oluşturan kuşlar, zamana bağlı aerodinamik, değişken geometri, düzensiz dağılımlı gözenekli esnek yüzey yapı ve hızla çevresel şartlara adapte olabilen biolojik sistem unsurlarını bir araya getirerek mükemmel bir uçuş performansı gerçekleştirmektedirler. Bu karmaşık sistemin tam bir benzetimi zordur. Mikro Hava Araçlarının bulundukları konumu hiç değiştirmeden uçuş ve gözetleme yapabilmesini sağlayan havada asılı kalma uçuş modu, çırpan kanat aerodinamiğinde incelenmesi en zor olan uçuş hallerinden biridir. Havada asılı kalma durumundaki araç, sabit bir konumdadır ve serbest akış hızı sıfır alınır. Akışkan hareketleri sadece kanat hareketinden dolayı yaratılmaktadır. Havada asılı kalma hareketinin ana amacı, aracın ağırlığını dengeleyecek düşey bir kuvvet yaratmaktır. Bir kuşun, havada asılı konumda uçuş yapabilme kapasitesinin olup olamayacağı, kuşun boyutuna, kanatların eylemsizlik momentine, kanat hareketlerinin serbestlik derecesine ve kanat şekline bağlıdır. Bu sınırlamalardan dolayı havada asılı konumda kalabilen tür sayısı çok azdır. Daha çok küçük böcek türleri (Drosophila gibi) ve arıkuşu (hummingbird) gibi küçük kuşlar havada asılı kalabilmektedir [1],[2],[3]. DGR- ONERA yarışması bir çok mikro hava aracı kavramının ana hatlarıyla tartışılması için iyi bir platform teşkil etmektedir. Tablo 1 deki kavramların bir çoğu şu anda gelişme ve dizayn aşamasındadır. Havada asılı durumdaki çırpan bir kanat hareketinde, aşağı vuruş hareketi sonunda bir girdap oluşmaktadır. Aynı şekilde yukarı vuruş hareketi başlangıcında da yeni bir başlangıç girdabı (starting vortex) yaratılmaktadır. Kanat çırpma hareketi boyunca oluşturulan bu girdaplar taşıma kuvvetini ortaya çıkarmaktadır. Birçok farlı durum, hücum açısı α, hücum açısı değişme noktası x a, hız değişme pozisyonu x v,dönüş ekseni a ve Reynolds sayısı gibi parametreler değiştirilerek incelenmiştir. Anlık kuvvetler, basınç dağılımları, girdaplılık konturları ve hız dağılımları bu farklı durumlar için karşılaştırılmıştır. Bu parametrelerin anlık 15

aerodinamik kuvvet katsayıları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. belirli bir nokta etrafındaki dönüş hareketi eklenmektedir. Tablo 1. Mikro Hava Aracı kavramları (DGR-ONERA yarışması [5]) Şekil 1. Mikro Hava Araçları uçuş rejiminin var olan diğer araçlarla karştırılması [4]. İncelenen kanat çırpma hareketi 4 aşamaya ayrılmıştır (Şekil 2); birinci aşama aşağı doğru çırpma hareketinin yarısına denk gelmekte ve kanat ucu pozitif doğrultuyu göstermektedir. İkinci aşama ise yukarı vuruş hareketinin yarısını kapsamaktadır. Üçüncü ve dördüncü aşamalar ise bu iki aşamanın tamamen aynasal simetriğidir. Her aşama da kendi içinde ikiye ayrılmaktadır: doğrusal ileri hareket fazı ve dönüş fazı. Doğrusal ileri hareket fazı süresince, kanat kesiti belirli bir süre boyunca sabit bir hızla hareket etmekte ve buna, Şekil 2. Çırpan kanat hareketinin tanımı ve kullanılan ağ yapısı. Kanat kesiti etrafında O-tip ağ yapısı, kesit yakınında diktörtgen ağ yapısı kullanılmıştır. Tüm ağ yapısı, yazılan ara program yardımıyla hareket ettirilerek kanat çırpma hareketi gerçekleştirilmiştir. Sayısal sonuçlar zamana bağımlı hesaplama yapabilen ve kullanıcı kodu ekleme imkanı veren bir Direkt Sayısal Simülasyon (DNS) kodu ile elde edilmiştir. Sayısal sonuçlarla ilgili ayrıntılı bilgi Ref.[6]-[9] da bulunabilir. 16

II. LAZER TABAKASI Birçok bilimsel araştırmada sayısal ve deneysel yöntemlerin birlikte kullanılması gerekmektedir. Yeni sayısal yöntemlerin uygulandığı, özellikle çırpan kanat hareketi gibi zamana bağlı aerodinamik problemlerinde, sayısal sonuçların, doğada var olan etkleşimleri ortaya koyacak deneysel incelemelerle doğrulanması bu sayısal yöntemlerin geliştirilmesi için önemlidir. Buradaki çalışmada da sayısala ek olarak lazer tabakası görüntüleme tekniği kullanılarak [10-11] deneysel bir inceleme yapılmıştır (Şekil 3). Lazer tabakası sadece görüntüleme amaçlı kullanılan bir yöntemdir. Bu deney yönteminde sürekli bir lazer (continuous lasermaksimum 10W) kullanılmıştır. Lazer tabakası görüntüleme yönteminde kullanılan parametreler, lazer, partikül ve kamera tipleri Tablo 2 de gösterilmiştir. Şekil 3. Lazer tabakası deney düzeneği Tablo 2. Lazer tabakası düzeneği parametre tablosu Kanat kesiti Tipi NACA 0012 Veter uzunluğu c=6cm Akış Tipi Su Reynolds sayısı 1000 Hareket Period T=51.4195s Görüntüleme periodu (t*=t/t) t * [ 6,7] parametreler α =45, x v =2c, x a =2c Maks. ilerleme hızı 1.666 cm/s Maks. açısal hız 0.2778 rad/s Partikül Tipi Gümüş kaplı, içi boş küresel parçacıklar konsantrasyon 1.905 10-6 çap 15µm Lazer Tipi sürekli, Argon SPECTRA-PHYSICS 10 W maks. Güç 1W-3W Kayıt Kamera tipi NIKON-MB-21, model F4S Kamera sayısı 1 Görüş açısı 90 Lens focal uzunluğu 60 mm F sayısı 8 çözünürlük 5959 px 3946 px Görüntüleme (Exposure) zamanı 500ms senkronizasyon Testpoint ve ADBasic ile dışardan kumanda edilmiştir III. DENEYSEL VE SAYISAL SONUÇLARIN KARŞILAŞTIRILMASI Hareket 6. periotdan sonra görüntülenmeye başlanmıştır. Bu periotdan sonra hem sayısal hem de deneysel sonuçlarda tüm bir periot boyunca benzer girdaplar elde edilmiş ve ilk periot süresince ani hızlanmadan doğan etkileşimin yok olduğu saptanmıştır. Kırmızı tonlar saatin ters yönünde hareket eden girdapları, mavi tonlar ise saat yönündeki girdapları göstermektedir. Bir önceki periotdan kalan girdaplar lazer tabakasından elde edilen görüntülerde sarı renkle belirtilmiştir. Üç tip girdap tüm periot boyunca gözlemlenmektedir. Bunlar kanat hücum kenarı girdapları (Leading Edge Vortex-LEV), kanat firar kenarında oluşan ileri hareket girdapları (Translational Vortex-TV) ve dönüş ve duruş girdaplarıdır (Rotational Stopping Vortex-RSV). Sayısal sonuçlar hem girdaplılık (ω) hem de hız gradyeninin ikinci invariyantı (Q) cinsinden gösterilmiştir. Şekil 4 te 6. periodun başlangıcında oluşan kanat hücum kenarı girdabının (LEV1) oluşumu gözlemlenmektedir. LEV1 sayısal sonuçlarda girdaplılık görüntülemesinde, saatin ters yönündeki girdap (kımızı) 17

ile gösterilmektedir. Ileri hareket fazında ikinci bir kanat hücum kenarı girdabı (LEV2) da oluşmaktadır. Bu girdap her ne kadar girdaplılık değerlerinde LEV1 ile birbirinin devamı gibi görünse de Q konturu çizimlerinde ikinci bir girdap olarak belirlenmektedir. Q değerleri girdap görüntülerinin belirlenmesinde bu nedenle daha önemli olmaktadır. Q konturlarının pozitif (kırmızı) olduğu bölgeler girdap noktalarını göstermektedir. Negatif bölgeler (mavi) ise şekil değiştirme hızının dönme hızına göre baskın olduğu bölgelerdir. Diğer taraftan, kanat kesiti firar kenarında da ilerleme girdabı oluşumu gözlemlenmektedir (TV1). Bu girdap tüm periot boyunca oluştuğu pozisyonda kalacaktır ve kanat kesiti, dönüşünde bu girdabın etkisi içine girecektir. üzerinden kopmasına sebep olmaktadır. İkinci yarım periotda da aynı girdaplar oluşmaktadır. Şekil 5. Lazer tabakası sonucunun t*=6.28 de sayısal girdaplılık, c) Sayısal Q Şekil 4. Lazer tabakası sonucunun t*=6.08 de sayısal girdaplılık, c) Sayısal Q Şekil 5 te dörtte bir periotdan hemen sonraki zaman anındaki girdaplar gösterilmiştir. Bu aralıkta ikinci kanat firar ileri hareket girdabı (TV2) de oluşmuş ve yeni bir ileri hareket girdabi (TV3) oluşmaya başlamıştır. Aynı şekilde, kanat hücum kenarında LEV3 oluşmaktadır. Bu yeni oluşan iki girdap da sayısal Q konturlarında rahatlıkla gözlemlenmektedir (Şekil 5c). Şekil 6 da yaklaşık olarak yarım periodun bittiği an gösterilmiştir. Bu sırada yeni kanat hücum kenarı girdapları oluşmaktadır. Dönüş esnasında, kanat kesitinin firar kenarında saat yönünde olan dönüş ve duruş girdabının (RSV1) oluştuğu gözlemlenmektedir. Bu girdap oluşurken, ileri hareket girdabı TV3 ün kanat Şekil 6. Lazer tabakası sonucunun t*=6.48 de sayısal girdaplılık, c) Sayısal Q 18

V. SONUÇLAR ve ÖNERİLER Deneysel sonuçlar sayısal sonuçlara benzer sonuçlar vermiştir. Girdap oluşumları her iki yöntemde de benzer etkileşimler göstermektedir. Q konturlarının bu aerodinamik problemde girdap bölgelerinin tanımlanmasında önemli bir yere sahip olduğu belirlenmiştir. Girdaplılık konturlarında girdapların dönüş yönleri belirlenirken pozitif Q konturları ile dönme hızının şekil değiştirme hızına göre büyük olduğu bölgeler tesbit edilebilmiş ve bu bölgelerin girdap bölgeleri olduğu gözlemlenmiştir. TEŞEKKÜR Yazarlar; TÜBITAK a, CNRS ye, Türkiye Fransız Konsolosluğu na, ODTÜ ve ENSMA ya bu çalışmanın yapılması ve devam ettirilmesindeki katkılarından dolayı teşekkür etmektedirler. KAYNAKLAR [1] Shy W., Berg M., Ljungqvist D., "Flapping and Flexible Wings for Biological and Micro Air Vehicles," Progress in Aerospace Sciences, Vol.35, 1999, pp. 455-505 [2] Rayner J. M. V., A Vortex Theory of Animal Flight. Part 1. The vortex wake of a hovering animal, J. Fluid Mech., Vol.91, part 4, 1979, pp. 697-730 [3] Weis-Fogh, T., Energetics of hovering flight in hummingbirds and Drosophila, J. Exp. Biol., No. 56, 1972, pp. 79-104 [4] Aerovironment, Development of Breakthrough Aerial Vehicles, http://www.aerovironment.com /area-aircraft/ unmanned.html, 2005. [5] Choy, P., DGA-ONERA, Concours international universitaire de drones miniatures, Presentation faite aux Journée Micro-Drones, Toulouse,http://concours-drones.onera.fr/page_8/ ConcoursDrones_fr.pdf, 2003. [6] Kurtulus D. F., Farcy A., Alemdaroglu N., Vortex Identification Techniques used for Flapping Motion in Hover, 3 rd Ankara International Aerospace Conference, Ankara, Turkey, 22-25 August 2005. [7] Kurtulus D. F., Farcy A., Alemdaroglu N, Unsteady Aerodynamics of Flapping Airfoil in Hovering Flight at Low Reynolds Numbers, 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, AIAA-2005-1356, Reno, Nevada, USA, 10-13 Jan 2005. [8] Kurtulus D. F., Farcy A., Alemdaroglu N., Numerical Calculation and Analytical Modelization of Flapping Motion, Proceeding of 1 st European Micro Air Vehicle Conference and Flight Competition, Braunschweig, Germany, 13-14 July 2004. [9] Kurtulus D. F., Farcy A., Alemdaroglu N, Havada Asılı Konumdaki Çırpan Kanat Profilinin Sayısal ve Analitik Modellemesi, Proceeding of Advanced Technology and their Applications Symphosium HİTEK organized by Turkish Air Force Academy, Istanbul, Turkey, 9-10 December 2004. [10] Kurtulus D. F., David L., Farcy A., Alemdaroglu N., Laser Sheet Visualization for Flapping Motion in Hover, 44 rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, AIAA-2006-0254, Reno, Nevada, USA, 9-12 Jan 2006. [11] Kurtulus D. F., Numerical and Experimental Analysis of Flapping Motion in Hover. Application to Micro Air Vehicles, Joint Ph.D thesis Poitiers University/ENSMA (Poitiers-France) and METU (Ankara-Turkey), 17 June 2005, Poitiers, France. 19