Binek araçlardaki arka kanatların aerodinamik etkisinin analizi ve hesaplamalı akışkanlar yöntemi ile incelenmesi

Abstract

Hava sürüklenme katsayısı ne kadar düşük olursa aracın yakıt ekonomisi ve performansı da o kadar yüksek olur. Ayrıca kanatçık iyileştirmeleri ile yere basma kuvveti artırılarak aracın sağlayabileceği güç kazancı da artıyor. CFD analiz yöntemleri bu tez kapsamındaki gelişmeleri ve arka kanat tasarımlarını incelemiştir. Araçtaki olası arka kanat tasarımlarının bastırma kuvveti ve sürükleme katsayıları farklı örnek numunelerle incelenmiştir. Kanat profilleri NACA kanat profillerine eşdeğer olup, bastırma kuvveti ile sürükleme katsayısı arasındaki maksimum oranın elde edilmesi hedeflenerek benzersiz bir örnek oluşturulur. Daha sonra, kanat profillerinin tasarım parametreleri arasında bir korelasyon bulmak için, kanat profillerinin tüm gövde için karakteristik davranışı CFD yazılım araçları kullanılarak araştırılmaktadır. Özel numune için bastırma kuvveti-sürükleme katsayısı oranı, -3° derecelik hücum açısıyla 100 km/saatte -50,18'dir; Öte yandan deney için referans alınan S1223 NACA kanat profili için aynı oran, -1,5° hücum açısı ile 100 km/saat hızda -42,0036'dır. Bu durumda özel numunenin diğer test edilen NACA numunelerine göre düşük sürüklenme katsayısı ile yüksek oranda yere basma kuvveti katsayısı sağladığı gözlemlenmiştir. Bu kanat profilleri binek araç CFD analizinde arka kanat olarak kullanılmakta ve kullanılan binek aracın kaldırma ve sürükleme katsayıları özellikle yüksek hızlarda azalmaktadır.

The lower the air drag coefficient, the greater the fuel economy and performance of the vehicle. Moreover, by increasing the downforce with the winglet improvements, the power gain that the vehicle can provide also increases. CFD analysis methods examined the developments and rear wing designs within the scope of this thesis. Downforce and drag coefficients of possible rear wing designs in the vehicle were examined with different sample samples. The airfoils are equivalent to NACA airfoils, and one unique sample is created by aiming to get the maximum ratio between downforce and drag coefficient. Then, the characteristic behavior of airfoils for the whole body is investigated using CFD software tools to find a correlation between the design parameters of airfoils. The ratio of the downforce-drag coefficient for the unique sample is -50.18 at 100 km/h with a -3° degree angle of attack; on the other hand, the same ratio for the S1223 NACA airfoil, which is referenced for the experiment, is -42.0036 at 100 km/h with -1.5° degree angle of attack. In this case, it was observed that the unique sample provided a low drag coefficient and a high downforce coefficient compared to the other tested NACA samples. These airfoils are used as a rear wing in the passenger car CFD analysis, and the lift and drag coefficients of the passenger vehicle used are decreasing, especially for higher velocities.