The effect of partial flexibility on aerodynamic performance of finite wing

In this thesis, the aerodynamic effects of partially flexible surface coverage applied to a NACA 0018 airfoil operating in low Re regimes were experimentally investigated. The flexible surface, made of latex material, was placed along a specific chordwise region of the wing, and four different wings with varying spanwise flexibility ratios were tested. Wind tunnel experiments were conducted in the Re range of 3 x 10⁴ to 10 x 10⁴, measuring lift (CL) and drag (CD) coefficients. Additionally, surface oil and tuft flow visualization techniques were used to analyze flow structures. The findings revealed that the partially flexible surface significantly suppressed the laminar separation bubble (LSB), delayed stall, and enhanced lift coefficient, thereby improving aerodynamic efficiency, particularly at lower Re. However, the effectiveness of the flexible surface diminished as the Re increased. These results contribute to the literature by demonstrating the potential of partial flexibility in optimizing passive flow control methods for UAV applications.

Bu tez çalışmasında, düşük Reynolds sayılı akış rejimlerinde çalışan NACA 0018 tipi bir kanat üzerine kısmi esnek kaplama uygulanarak aerodinamik performansa olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmada kullanılan esnek yüzey, kanadın belirli bir chord uzunluğu boyunca yerleştirilmiş lateks malzemeden oluşmakta ve kanadın farklı açıklık oranlarına sahip dört versiyonu ile test edilmiştir. Rüzgâr tüneli testlerinde; taşıma (CL) ve sürükleme (CD) katsayıları 3 x 10⁴ ≤ Re ≤ 10 x 10⁴ aralığında 4 farklı Re koşulunda ölçülmüş, ayrıca yüzey yağ ve ip (tuft) ile akış görselleştirme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular, kısmi esnek yüzeyin özellikle düşük Reynolds sayılarında laminer ayrılma balonunu (LSB) baskıladığını, stall açısını geciktirdiğini ve taşıma katsayısını artırarak kanadın genel aerodinamik performansını iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Ancak Reynolds sayısı arttıkça bu etkinin azaldığı gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, pasif akış kontrol tekniklerinin optimize edilmesinde kısmi esnek yüzeylerin potansiyel faydalarını göstermesi açısından literatüre katkı sunmaktadır.