Düşük Reynolds sayılı aerodinamik analizde girdap kafes ve panel yöntemlerinin karşılaştırılması

Uçak tasarım sürecinin en önemli fazı kavramsal tasarım aşamasıdır, çünkü bu fazda alınan kararlar uçağın genel geometrisini tanımlamaktadır. Karar aşamasında yapılan aerodinamik analizler sonucundaki statik aerodinamik katsayılar üzerinden performans gereksinimlerinin değerlendirilmesiyle uçağın geometrisi ortaya çıkmaktadır. Uçak geometrisi bu faz süresince iteratif ve sürekli olarak değiştiğinden optimum sonuca ulaşabilmek için hem zaman hem de maliyet etkin tasarım ve analiz araçları kullanmak elzemdir. Bu sebeple kavramsal tasarım sürecinde hızlı ve basit çözümler sunan Panel ve Girdap Kafes Yöntemleri düşük maliyetli yöntemler olup, son yıllarda uçak tasarım süreçlerinin başlangıç aşamalarında sıklıkla kullanılmaktadır. Panel ve Girdap Kafes Yöntemleri; potansiyel akış teorisini temel alarak sıkıştırılamaz, doğrusal, viskoz olmayan, irrotasyonel akım şartlarında cisimlerin yüzeyini küçük panellere ayırarak akışın etkilerini bu paneller üzerinde tanımlar. Bazı yazılımlar ile Panel ve Girdap Kafes Yöntemlerinin matematiksel modellerini kullanarak düşük ve orta hücum açılarında bir kanada ait statik aerodinamik katsayıları elde edilebilir. Bu tezde düşük Reynolds sayılı aerodinamik analizde düşük mertebeli aerodinamik analiz metotlarından Panel, Girdap Kafes ve yarı deneysel yöntemler kullanarak hava aracının aerodinamik modellenmesi için gereken katsayıların kestirilmesi ve kendi aralarında kıyaslanmasını hedeflemektedir. Çalışmanın ilk aşamasında yöntemlerin başarısı hakkında bilgi edinmek ve yöntemleri karşılaştırmak için rüzgâr tüneli deney sonuçları bulunan farklı açıklık oranlarına sahip dikdörtgen görünümlü NACA 4415 kanat geometrisi XFLR5, OpenVSP ve Dijital DATCOM yazılımlarında modellenerek aerodinamik analizler gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada Trainer 60 uçak geometrisi aynı yazılımlarla modellenerek aerodinamik analizler gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarında statik aerodinamik katsayılar kullanılarak yöntemler ve yazılımlar karşılaştırılmıştır.