Jenerik uçak gemisi ve muhrip aerodinamiğinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Gemi İnşaatı Ve Denizcilik Fakültesi, Gemi İnşaatı Ve Gemi Makineleri Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Bekir Kürşat Kıyak
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Seyfettin Bayraktar
Eş Danışman: Ali Doğrul
Özet:
Bu çalışmada, gemi üstyapısı etrafında oluşan hava izi yapısı; deneysel doğrulama, atmosferik sınır tabaka (AST) modellemesi ve zamana bağlı hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizlerinin birlikte kullanıldığı bütünleşik bir yöntem ile incelenmiştir. İlk aşamada, Amerikan Deniz Kuvvetleri Araştırma Ofisi (Office of Naval Research Tumblehome-ONRT) referans geometrisi üzerinde gerçekleştirilen zamana bağlı daimi-olmayan Reynolds-ortalamalı Navier-Stokes (Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes-URANS) analizleri, deneysel hız dağılımları ile karşılaştırılmış ve sayısal modelin ayrılmalı akış yapıları ile baskın girdap oluşumlarını güvenilir biçimde temsil edebildiği gösterilmiştir. Doğrulama sonrasında, üstyapı kaynaklı ayrılmalı akışın yeniden düzenlenmesi amacıyla sütun tipli girdap üreteçleri (CVG) uygulanmış ve bu elemanların iz bölgesi akış yapısı üzerindeki etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Elde edilen bulgular, CVG uygulamalarının sınır tabaka içerisinde momentum aktarımını artıran pasif bir girdapsal karışım mekanizması oluşturduğunu; bu sayede düşük enerjili akışın yeniden enerji kazanarak üstyapı kaynaklı ayrılma noktalarının akış yönünde geriye taşındığını göstermiştir. Bu mekanizma sonucunda, üstyapı gerisinde oluşan ayrılmalı akış yapısı zayıflamış; geri akış bölgesi daralmış, yeniden yapışma uzunluğu kısalmış ve hava izi bölgesindeki türbülans oluşumu azalmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, jenerik bir uçak gemisi modeli üzerinde rüzgâr tüneli deneyleri gerçekleştirilmiş ve farklı akış koşulları altında aerodinamik sürükleme kuvvetleri ölçülmüştür. Elde edilen veriler, sayısal sonuçların fiziksel olarak yorumlanmasını desteklemiş ve üstyapı geometrisinin aerodinamik performans üzerindeki etkisini ortaya koymuştur. Son aşamada, doğrulanmış model ile akış alanı detaylı olarak incelenmiş ve atmosferik sınır tabaka yaklaşımının ayrılmalı akışların gerçekçi temsilinde kritik rol oynadığı belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, CVG uygulamalarının hava izi bölgesindeki türbülans kinetik enerjisi dağılımlarını ve akış düzensizliklerini değiştireceğini göstermiştir. Bu durumun, özellikle helikopter ve sabit kanatlı uçaklar için yaklaşma hattı boyunca pilot iş yükünün azaltılması, yaklaşma hattındaki akış kararsızlıklarının sınırlandırılması ve operasyonel emniyetin artırılması açısından önemli bir mühendislik potansiyeli sunduğu değerlendirilmektedir.