40 KASIM - ARALIK 2013 / SAYI 41 Farklı Salma Geometrilerinin ve Tekne Karinasının Kaldırma Kuvvetine Etkileri MAKALE Ferd ÇAKICI Yıldız Tekn k Ün vers tes Onur USTA İstanbul Tekn k Ün vers tes Salma tasarımı, yelkenl tekne h drod nam ğ n n en öneml konularından b r s d r. Bu çalışmada aynı yelkenl tekne üzer nde farklı görünüm (der nl k/ boy) oranlarına sah p salmalar üzer nde sayısal olarak çalışılmıştır. Farklı geometr lere sah p üç salma ç n görünüm oranının kaldırma kuvvet katsayısına etk s n n bel rleneb lmes ç n salmaların kes tler aynı alınmıştır. Bu amaç doğrultusunda NACA 63015 s metr k prof l seç lm şt r. Görünüm oranları sırası le 1- 1,5 ve 2 olarak alınmış, bu geometr ler kullanılarak 3 farklı model oluşturulmuştur. Üç boyutlu akış anal z k farklı hız k farklı hücum açısı ç n yapılmıştır. Anal zlerde kaldırma ve d renç kuvvetler Hesaplamalı Akışkanlar D nam ğ (HAD) kullanılarak sayısal olarak çözülmüştür. Çalışmada sıkıştırılamaz akış kabulü yapılmış; akış da m olarak düşünülmüştür. Prat k sonuçlar elde edeb lmek ç n v skoz te hmal ed lm şt r. Kaldırma kuvvet ve ndüklenm ş d renç katsayıları sonsuz uzunluktak kanat ve k ucu açık s stemler ç n karşılaştırılmış; kar na duvar etk s n n ve salma uç g rdaplarının kaldırma kuvvet üzer ndek etk ler saptanmıştır. 1. GİRİŞ Yat tasarımı yapan mühend sler ç n salma tasarımı yıllarca öneml b r sorun teşk l etm şt r. Salmanın asıl amacı yelkenlerden gelen yanal kuvvet dengeleyecek h drod nam k kuvvet en az sürüklenme d renc oluşturacak şek lde karşılamaktır. B r başka fade le özell kle orsa seyr nde aerod nam k kuvvetler dengelemek ve aynı rotada kalab lmek ç n salma kullanmak zarur d r. Bu çalışmada temel olarak farklı salma geometr ler n n aynı şartlar altında kıyaslanması üzer nde durulmuştur. Parol n ve Quarteron çalışmalarında yelkenl tekne takıntılarındak basınç konturlarını ve salma etrafındak akım hatlarını sonlu elemanlar yöntem n kullanarak sunmuşlardır (Parol n & Quarteron , 2004). Farklı b r çalışmada k boyutlu spl ne prof ller nden türet len un form olmayan B spl ne yüzeyler n n t car b r sonlu hac mler yönet m n kullanan yazılıma aktarılmasının ver ml sonuçlar vereceğ nden bahsed lm şt r (Carswell & Lavery, 2006). Bu çalışmada kaldırma kuvvet katsayıları (CL) ve ndüklenm ş d renç katsayılarını (CDI) graf klerle sunulmuştur. Akış v zkoz - tes z ve da m olarak kabul ed lm ş, serbest su yüzey etk ler tamamen hmal ed lm şt r. Çalışmanın 2. bölümünde salma tasarımının teor s kısaca anlatılmış, 3. bölümde çalışmada kullanılan prof l ve salma geometr ler sunulmuştur. 4. bölümde hesaplama çözüm ağı ve matemat ksel yaklaşım ver lm şt r. HAD anal zler sonuçları ve elde ed len sonuçlar le tartışma son bölümde ver lm şt r. 2. SALMA TEORİSİ Abbott ve Doenho `un deneysel çalışmalarına göre deal h drofo l kes t s metr k kanat kes t d r (Abbott & Doenho , 1959). Salmanın amacı bell b r derece sürüklenmek kaydıyla dıştan gelen rüzgâr kuvvetler n karşılamak ve rotada kalmak suret yle b r d renç oluşturmaktır. Modern yelkenl yatlarda y tasarlanmış b r salmanın genel olarak değerlend r lmes şu şek lded r: Salmasız b r tekne çok gen ş sey r açılarında, 130º - 150º, ver ml b r şek lde seyredeb l r. Böylece çok gen ş sey r açılarında, pupa seyr g b , salmanın neredeyse h ç b r fonks yonu yoktur. Fakat yat yarışlarında
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=