Investigation of ice accretion effects on aerodynamic performance of NACA 2415 airfoil at low reynolds number
[ X ]
Tarih
2024
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez, üç farklı buz birikiminin NACA 2415 kanat profilinin aerodinamik performansı üzerindeki etkilerini incelemektedir. Buzlanma ortamları, buzlanma türleri, buzlanmanın kanat profili ve uçak bileşenleri üzerindeki etkileri ve buzlanma önleme ve buz çözme teknikleri hakkında genel bilgiler verilmektedir. Re=1.2×105'te, ana kanat profilinin yanı sıra glaze buzlanma, rime buzlanma ve horn buzlanma oluşmuş kanat profilleri için deneyler gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma için kuvvet ve hız ölçümleri ile yağ ve duman-tel akış görselleştirme teknikleri uygulanmıştır. Kuvvet ölçümleri için seçilen hücum açısı -7° ile 23° arasında değişmektedir. Ayrıca kuvvet ölçümleri sonuçlarından hız ölçümleri ve akış görselleştirme deneyleri için 0°, 4°, 8°, 13°, 14°, 17° ve 20° olmak üzere yedi farklı hücum açısı seçilmiştir. Sonuçlar, buzla birleşen kanat profillerinin CLmax değerinin beklendiği gibi azaldığını gösterdi. Maksimum kaldırma katsayısında GIA, RIA ve HIA modellerinde sırasıyla %20, %23 ve %88 oranında azalma gözlendi. GIA, RIA ve HIA kanat profilleri için ? = 0°'de sürükleme katsayılarındaki artış sırasıyla %14, %4 ve %307 idi. Stall sonrası GIA kanat profilinin kaldırma katsayısında ani bir artış gözlemlendi. Ayrıca hız ölçümlerinde GIA, RIA ve ana kanat profilleri için çift tepe davranışı kaydedilmiştir.
This thesis examines the effects of three distinct ice accumulations on the aerodynamic performance of the NACA 2415 airfoil. A brief discussion is provided of icing environments, icing types and the icing effects on the airfoil and also on the aircraft components. Besides, some necessary information is provided for icing prevention (anti-icing) and de-icing techniques. The experiments are carried out for the base airfoil as well as glaze, rime, and horn ice accumulated airfoils at Re=1.2×105. For this study, force and velocity measurements are taken. Additionally, the oil and smoke-wire flow visualization techniques are also performed. The selected range of angle of attack for force measurements is defined as -7° to 23°. Additionally, considering the results of force measurements, seven distinct angles of attack values including 0°, 4°, 8°, 13°, 14°, 17° and 20° are chosen for velocity measurements and flow visualization experiments. Results showed that, CLmax of ice accreted airfoils are decreased as expected. 20%, 23% and 88% of decrease in maximum lift coefficient is observed in the GIA, RIA and HIA models, respectively. An increase in drag coefficients at ? = 0° for the GIA, RIA and HIA airfoils is observed to be around 14%, 4% and 307%, respectively. A sudden increase in lift coefficient of the GIA airfoil is observed at post-stall. Moreover, a double-peak behavior is noted for the GIA, RIA airfoil and also for base airfoil in velocity measurements.
This thesis examines the effects of three distinct ice accumulations on the aerodynamic performance of the NACA 2415 airfoil. A brief discussion is provided of icing environments, icing types and the icing effects on the airfoil and also on the aircraft components. Besides, some necessary information is provided for icing prevention (anti-icing) and de-icing techniques. The experiments are carried out for the base airfoil as well as glaze, rime, and horn ice accumulated airfoils at Re=1.2×105. For this study, force and velocity measurements are taken. Additionally, the oil and smoke-wire flow visualization techniques are also performed. The selected range of angle of attack for force measurements is defined as -7° to 23°. Additionally, considering the results of force measurements, seven distinct angles of attack values including 0°, 4°, 8°, 13°, 14°, 17° and 20° are chosen for velocity measurements and flow visualization experiments. Results showed that, CLmax of ice accreted airfoils are decreased as expected. 20%, 23% and 88% of decrease in maximum lift coefficient is observed in the GIA, RIA and HIA models, respectively. An increase in drag coefficients at ? = 0° for the GIA, RIA and HIA airfoils is observed to be around 14%, 4% and 307%, respectively. A sudden increase in lift coefficient of the GIA airfoil is observed at post-stall. Moreover, a double-peak behavior is noted for the GIA, RIA airfoil and also for base airfoil in velocity measurements.
Açıklama
Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
