Bir Binek Aracın Aerodinamik Etkinliğinin Modellenmesi
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Otomotiv Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Varol, Y.
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Binek taşıtların aerodinamik etkinliğini modellemek için rüzgâr tünel testleri ve sayısal çalışmalardan yararlanılmaktadır. Sayısal ve deneysel çalışmalar sayesinde binek taşıtların aerodinamik etkinliklerinin arttırılmasına yönelik olarak taşıtların, dış gövde tasarımında iyileştirmeler yapılmaktadır. Böylece, taşıtların zararlı egzoz emisyonları azaltılmakta, yakıt ekonomileri, yol tutuşu ve manevra kabiliyetlerinde önemli artışlar sağlanmaktadır. Rüzgâr tünel testleri sayısal çalışmalarla karşılaştırıldığı zaman çok zaman alıcı ve maliyetlidir. Bu yüzden, son yıllarda bilgisayar teknolojisindeki hızlı ilerlemelere paralel olarak sayısal çalışmalara olan ilgi sürekli artmaktadır. Bu çalışmada, taşıt aerodinamiğiyle ilgili kapsamlı literatür araştırması yapılmış, taşıt etrafındaki hava akışı nedeniyle taşıt üzerinde oluşan aerodinamik kuvvetler ile bu aerodinamik kuvvetleri oluşturan temel parametreler incelenmiştir. Daha sonra, günümüzde kullanılan bir taşıt modelinin aerodinamik etkinliğiyle ilgili temel parametrelerini tespit etmek için sayısal ve deneysel çalışmalar yapılmıştır. Her iki çalışmadan elde edilen verilerden yararlanarak ilgili taşıt modelinin aerodinamik etkinliğini arttırmak için dış tasarımına yönelik iyileştirme çalışması yapılmıştır. Bunun için, taşıtın bagaj bölmesinin alt tarafına açılan bir difüzör kanalı sayesinde taşıtın sürükleme katsayısının % 2 azaldığı ve yol tutuşunun önemli ölçüde arttığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, 1:24 ölçekli Audi A4 taşıt modeli ile yapılan sayısal ve deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçların birbiriyle uyum içerisinde olduğu tespit edilmiştir. Sayısal çalışmalar için kullanılan taşıt modelinin boyutları 1:1 ölçeğe kadar büyültülerek aerodinamik direnç katsayısının Reynolds sayısı bağımsızlığı sağlanmıştır. Ancak, deneysel çalışmalar için kullanılan taşıt modelinin çok küçük olması ve rüzgar tüneli setinde maksimum giriş hızına çıkılamamasından dolayı aerodinamik direnç katsayısının Reynolds sayısı bağımsızlığı sağlanamamıştır.
Anahtar Kelimeler; Taşıt Aerodinamiği, Yakıt Tüketimi, K- ε Türbülans Modeli