Çalışmalar
Bu bölümde, şu anda geliştirme aşamasında olan veya yakın gelecekte başlamak üzere planladığım, havacılık mühendisliğine özgü analiz ve optimizasyon projeleri yer almaktadır. Her biri, gerçek mühendislik problemlerine dayalıdır ve hem tasarım hem de analiz yetkinliğimi geliştirmeyi hedeflemektedir.
S-Duct (S-Şekilli Hava Girişi) Yeniden Analiz ve Optimizasyon
Bu projede, bitirme projem kapsamında gerçekleştirdiğim S-duct tasarımı ve analizini yeniden ele alarak, gelişmiş mesh yapıları, daha hassas sınır koşulları ve geometri varyasyonları ile performansını optimize etmeyi hedefliyorum. S-duct yapıları özellikle savaş uçaklarında motorun görünürlüğünü azaltmak için tercih edilir ancak aerodinamik olarak oldukça zorludur.
Neden Önemli?
- S-duct yapıları özellikle savaş uçaklarında motorun görünürlüğünü azaltmak için tercih edilir. Ancak bu yapı aerodinamik olarak oldukça zorludur.
- Swirl oluşumu, basınç kayıpları ve motor yüzeyindeki distorsiyon gibi problemler iyi tasarlanmadığında performans düşüşüne yol açar.
- Geometri optimizasyonu sayesinde daha verimli hava akışı ve daha kararlı motor performansı elde edilebilir.
- Kanal içindeki basınç geri kazanımı (pressure recovery) ve distorsiyon katsayısı (distortion coefficient) gibi parametreler havacılık mühendisliğinde kritik öneme sahiptir.
Proje Planı
- Önceki çalışmamın validasyon verilerini yeniden inceleyeceğim
- Farklı giriş-açıları, kanal yarıçapları ve kıvrım oranlarını karşılaştıracağım
- Pressure Recovery (PR) ve Distortion Coefficient (DC) açısından en iyi sonucu verecek geometriyi bulmaya çalışacağım
- Ağ yapısını (mesh) optimize ederek sayısal simülasyon hassasiyetini artıracağım
- Farklı türbülans modelleri ile sonuçları karşılaştıracağım
- Akış ayrılmasını (flow separation) önlemek için yeni tasarım önerileri geliştireceğim
Hedef Çıktılar
Beklenen Sonuçlar
- Geliştirilmiş PR ve DC haritaları
- Yeni swirl yönetim stratejileri
- Karşılaştırmalı CFD analiz sonuçları
- Farklı uçuş koşullarında performans değerlendirmesi
- Önceki tasarımdan daha verimli bir geometri önerisi
Kullanılacak Araçlar
- ANSYS Fluent (CFD analizi için)
- SolidWorks (geometri modelleme için)
- CFD Post (sonuçların görselleştirilmesi için)
- OpenFOAM (alternatif araç olarak değerlendirilebilir)
- Python (veri analizi ve sonuçların grafiksel gösterimi için)
Winglet Tasarımı: Aerodinamik ve Yapısal Optimizasyon
Bu proje, uçak kanat ucuna entegre edilecek bir winglet tasarımının aerodinamik (CFD) ve yapısal (FEA) performansının optimize edilmesini amaçlıyor. Winglet tasarımı, vortex kayıplarını azaltarak yakıt tüketimini düşürür ve aynı zamanda titreşim dayanımı ile güvenlik seviyesini artırır.
Neden Önemli?
- Winglet tasarımı, kanat uçlarında oluşan girdapları (vortex) azaltarak indüklenmiş sürüklemeyi düşürür.
- Yakıt tüketiminde %3-5 arası tasarruf sağlayabilir, bu da ticari havacılıkta önemli maliyet avantajı demektir.
- Kanat yapısına ek yükler getirdiği için yapısal analiz ve optimizasyon kritik öneme sahiptir.
- Modern havacılıkta sürdürülebilirlik için yakıt tasarrufu ve emisyon azaltımı açısından önemlidir.
Proje Planı
- Farklı winglet geometrilerinin (blended, raked, split tip) karşılaştırmalı analizi
- Yüksek hız ve düşük hız koşullarında aerodinamik performans simülasyonları
- Geometri parametrelerinin (yükseklik, cant açısı, sweep açısı) optimizasyonu
- Yapısal yüklerin belirlenmesi ve yorulma analizleri
- Farklı malzeme seçeneklerinin (kompozit vs. metal) karşılaştırılması
- Aerodinamik ve yapısal gereksinimleri dengeleyen nihai tasarım önerisi
Hedef Çıktılar
Beklenen Sonuçlar
- Basınç dağılımı haritaları
- Vortex izleri ve girdap yoğunluğu analizleri
- Yapısal deformasyon ve gerilme analizleri
- Doğal frekans ve titreşim modu analizleri
- En iyi performans/ağırlık oranına sahip tasarım önerisi
Kullanılacak Araçlar
- CATIA (geometri modelleme için)
- ANSYS Fluent (akışkan analizi için)
- ANSYS Mechanical (yapısal analiz için)
- MATLAB (optimizasyon ve veri analizi için)
Jet Engine Nacelle: Akışkan ve Titreşim Analizi
Bu proje, turbofan motorunun dış kaplaması olan nacelle geometrisinin aerodinamik davranışını ve modal titreşim analizini gerçekleştirmeyi amaçlıyor. Yüksek hızlı uçuşta aerodinamik sürüklenmenin azaltılması ve titreşim kaynaklı yorulmaların önüne geçilmesi kritik önemdedir.
Neden Önemli?
- Nacelle, motor performansını ve uçak aerodinamiğini doğrudan etkileyen kritik bir bileşendir.
- Motor gürültüsünün azaltılması, yakıt verimliliği ve sürükleme kuvvetinin optimizasyonu açısından önemlidir.
- Yüksek frekanslı titreşimler yapısal yorulmaya ve beklenmeyen arızalara neden olabilir.
- Aerodinamik ve yapısal gereksinimleri dengelemek, tasarımda önemli bir mühendislik zorluğudur.
Proje Planı
- Farklı nacelle geometrilerinin parametrik modellemesi
- Transsonik hız rejimlerinde (Mach 0.7-0.9) CFD analizleri
- Şok dalgası oluşumu ve lokasyonlarının incelenmesi
- Nacelle-kanat etkileşiminin analizi
- Akış ayrılması risklerinin belirlenmesi
- Modal analiz ile doğal frekans ve titreşim modlarının belirlenmesi
- Akustik ve titreşim yayılımının simülasyonu
Hedef Çıktılar
Beklenen Sonuçlar
- Akış ayrılması bölgeleri ve şok dalgası lokasyonları
- Basınç dağılımı ve ısı transferi haritaları
- Titreşim modları ve kritik frekanslar
- Gürültü ve türbülans analizi sonuçları
- Farklı uçuş koşullarında kararlılık performansı
Kullanılacak Araçlar
- SolidWorks (geometri modelleme için)
- ANSYS Fluent (akışkan analizi için)
- ANSYS Modal Analysis (titreşim analizi için)
- ANSYS Acoustic (gürültü simülasyonu için)
UAV Pervane Tasarımı ve Akustik Analiz
Bu proje, küçük çaplı bir insansız hava aracı (UAV) pervanesi tasarlayıp hem thrust verimini hem de ses profilini optimize etmeyi amaçlıyor. UAV’lerde düşük gürültü ve yüksek verim, özellikle sivil kullanımda ve şehir içi operasyonlarda kritik öneme sahiptir.
Neden Önemli?
- UAV’lerin şehir içi ve yerleşim bölgelerine yakın kullanımı artıyor, bu nedenle gürültü seviyesi kritik önem taşıyor.
- Yüksek verimli pervaneler, uçuş süresini uzatarak operasyonel kabiliyeti artırır.
- Aerodinamik ve akustik gereksinimleri dengelemek, tasarımda büyük bir zorluktur.
- İnovatif tasarımlar, yeni nesil insansız hava araçlarının gelişimine katkı sağlar.
Proje Planı
- Farklı kanat profili (airfoil) geometrilerinin incelenmesi ve seçimi
- Pervane için pitch, chord ve twist dağılımlarının optimizasyonu
- Çoklu RPM seviyelerinde thrust ve torque analizleri
- Farklı ilerleme oranlarında (advance ratio) performans analizi
- Gürültü haritalaması ve frekans analizi
- Akustik azaltma stratejilerinin geliştirilmesi (uç geometrisi modifikasyonu, vb.)
- 3D baskı uygulamasına yönelik malzeme ve geometri uyarlamaları
Hedef Çıktılar
Beklenen Sonuçlar
- Thrust vs torque eğrileri ve verimlilik haritaları
- Gürültü yoğunluk haritaları ve frekans spektrumları
- Optimum kanat profili seçimi ve parametreleri
- Akış yapıları ve türbülans analizi
- Prototip üretim için CAD dosyaları ve teknik özellikler
Kullanılacak Araçlar
- SimScale (bulut tabanlı CFD analizi için)
- ANSYS Fluent (kapsamlı akışkan analizleri için)
- XFLR5 (kanat profili analizi için)
- Fusion 360 (3D modelleme için)
- LMS Virtual.Lab (akustik simülasyon için)
Proje Geliştirme Süreci
Devam Eden Süreç
Her bir proje henüz kavramsal aşamadadır. Fikirsel temelleri oluşturulmuş, yazılım araçları belirlenmiştir. Gelişim sürecinde güncellemeler bu bölümde paylaşılacaktır.
Planlanan Geliştirme Aşamaları
- Kavramsal Tasarım Aşaması (tamamlandı)
- Literatür Taraması ve Benchmark Çalışmaları (devam ediyor)
- Matematiksel Modelleme ve Geometri Oluşturma
- Ağ Yapısı (Mesh) Optimizasyonu
- Sınır Koşulları ve Çözüm Stratejisi Belirleme
- Simülasyon Çalışmaları
- Sonuçların Analizi ve Raporlama
- İyileştirme ve Optimizasyon Döngüsü
- Sonuç Değerlendirmesi ve Dokümantasyon
Akademik Bağlantılar
Bu projeler, bitirme tezim olan “Investigation of Air Intake Design of a Fighter Jet” çalışmasının bir devamı niteliğindedir. Havacılık alanındaki uzmanlığımı geliştirmek ve akademik-endüstriyel projelere hazırlanmak amacıyla gerçekleştirilmektedir.