Transonik akış koşulları için köreltilmiş koni şekilli harp başlığı burun geometrisinin aerodinamik değerlendirmesi

Bu çalışmada, füze geometrisini değiştirerek aerodinamik performansı iyileştirmek ve transonik hızlarda şekil optimizasyonunun füze performansı üzerindeki etkilerini araştırmak için aerodinamik şekil optimizasyonu yapılmıştır. Belirlenen kısıtlamalar altında aerodinamik sürükleme katsayısını azaltmak için füze modeli şekil değişimi sayısal olarak incelenmişir. Küresel kör konik burun konili füze modelleri için koni uzunluğu, füze çapı, füze uzunluğu ve Mach sayısının etkileri sürükleme ve moment katsayıları açısından analiz edilmiştir. 4 Parametreli Box Behnken Deney Tasarımı (DOE) yöntemi kullanılarak farklı füze şekilleri oluşturulmuş ve Tepki Yüzeyi Methodolojisi (RSM) optimizasyon yöntemi kullanılarak burun konisinin eniyileme çalışması yapılmıştır. Sıfır hücum açısı altında 25 farklı füze tasarımı analiz edilmiştir. Bu füzenin etrafındaki daimî-hâl türbülanslı akış alanları, Reynolds Ortalamalı Navier-Stokes denklemlerinin çözülmesiyle hesaplanmıştır. Türbülans viskozitesini hesaplamak için genişletilmiş duvar fonksiyonuna sahip Spalart-Allmaras türbülans modeli kullanılmıştır. Sürükleme ve moment katsayısı değerlerinin önemli ölçüde değiştiği bazı durumların olduğu görülmektedir. Üstelik bu dört parametrenin şok dalgası oluşumu ve özellikleri üzerinde belirgin bir etkisi olduğu gözlemlenmiştir. Tepki Yüzeyi Methodolojisi, füze geometrisini optimize etmek için kullanılmıştır. Optimizasyon sonuçları, füzenin aerodinamik performansının, temel tasarım modeline göre yaklaşık %54, deney tasarımından elde edilen en düşük sürükleme katsayısını veren duruma göre %8 oranında iyileştirildiğini göstermektedir.