PROF. DR. M. HALUK AKSEL

Development of an axisymmetric, turbulent and unstructured navier-stokes solver Eksenel simetrik, türbülanslı ve yapısal olmayan bir navier-stokes çözücüsü geliştirilmesi

Zamandan bağımsız, durağan çözümlerinin yapılabilmesi için, düzensiz ve hibrit çözüm ağını uzayda HLL ve HLLC yön hassas (upwind) akı ayrımına dayalı yöntemini, zamanda ise explicit Runge-Kutta çok kademeli yöntemini kullanarak ayrıştıran, iki boyutlu sonlu hacim Navier-Stokes çözücüsü geliştirilmiştir. Geliştirilen Navier-Stokes çözücüsü sıkıştırılabilir akışlar için eksenel simetrik çözümler verebilmektedir. Çözücü uzayda birinci ve ikinci dereceden doğrulukla çözüm yapabilmektedir. Uzayda ikinci dereceden doğruluk, doğrusal yeniden yapılandırma yöntemiyle elde edilmiştir. Doğrusal yeniden yapılandırma için gerekli olan akış değişkenlerinin türevleri Green-Gauss yöntemi kullanılarak hesaplanmaktadır. Turbulanslı akışlarda viskosite hesaplamak için Baldwin-Lomax turbulans modeli kullanılmıştır. Sonuçlar daha önce yayınlanmış sonuçlarla ve analitik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. HLL ve HLLC akı ayrıştırma yöntemleri silindirik patlama problemi çözülerek doğrulanmıştır. Uzayda birinci ve ikinci dereceden çözümler kanal içinde akış çözülerek karşılaştırılmıştır. Katı yakıtlı roket motoru iç akışı çözülerek çözücünün eksel simetrik özelliği test edilmiştir. Laminar akış çözümleme yeteneği düz plaka üzerinde akış çözülerek doğrulanmıştır. Tubulans modelini doğrulamak için düz plaka üzerinde akış ve kütle enjeksiyonlu akış problemleri çözülmüştür.

Multi-disciplinary design and optimization of air to surface missiles with respect to flight performance and radar cross section Havadan karaya füzelerin uçuş performansı ve radar kesit alanı bakımdan çok disiplinli eniyilenmesi

Bu çalışma taktik bir füzenin dış geometrik parametrelerini füze uçuş menzili enyüksek, uçuşu devam ettirebilmesi için önemli bir parametre olan radar görünürlüğü de en düşük olacak şekilde tasarlamaktır. Bir füzeyi aerodinamik olarak en şekillendirmenin radar kesit alanı üzerinde olumsuz etkisi olduğu bilinmektedir. Bu yüzden geometri üzerindeki değişikliklerin aerodinamik etkileri ve radar kesit alanı üzerine olan etkileri incelenmiştir. Temsili modellerin menzil, kontrol edilebilirlik ve X bant frekansda radar kesit alanı değerleri Genetik Algoritma kullanılarak saptanmıştır. İstatistiksel parametreler kullanılarak temsili modellerin başarımı değerlendirilmiştir. Tasarım değişkenleri olarak onyedi geometrik parametre tanımlanmıştır. Tasarım değişkenlerinin eniyi konbinasyonu için menzilin enyüksek, radar kesit alanı endüşük değerinde olması istenmektedir. Bu çok amaçlı eniyileme çalışması doğrusal olmayan bir kısıt olan durağan kararlılık limiti dikkate alınarak çözülmüştür. Ağırlıklandırılmış sonuçlar bilinen füze konfigürasyonlarıyla kıyaslanmak için kullanışmıştır. Menzil ve Radar Kesit Alanı için ağırlıklar Pareto çözümler için değişiklik göstermektedir.

Development of a two-dimensional navier-stokes solver for laminar flows using cartesian grids Kartezyen hesaplama ağları kullanılarak laminer akışlar için iki boyutlu bir navıer-stokes çözücüsü geliştirilmesi

Dıs akıs için tamamen otomatiklestirilmis Kartezyen/Dörtgen hesaplama ağı üreticisi ve laminer akıs çözücüsü, C++ programlama dili kullanılarak gelistirilmistir. Ağsal noktalar ile geometri tanımlandıktan sonra, uyarlamalı Kartezyen hesaplama ağları otomatik olarak yaratılmıstır. Kartezyen hücreleri birbirine bağlamak için dörtlü ağaç veri yapısı kullanılmıstır. Viskoz akısları simule etmek için, gövde uyumlu dörtgen hücreler isteğe bağlı olarak yaratılmıstır. Hücreler arasındaki iliski, sisirilmis geometrinin çevresindeki Kartezyen hücrelerin kesim noktalarını en dıs sıradaki dörtgenlerin köseleri ile çakıstırarak kurulmustur. Geometri çevresinde ve bu bölgedeki çok eğimli yerlerde, düzenli hesaplama ağına geometri bazlı uyarlamalar uygulanmıstır. Çalısma alanında yeterli bir çözünürlük elde edildikten sonra, çözüm hücre merkezli bir yaklasımla, çok kademeli zaman uygulaması kullanılarak elde edilmistir. Yüksek gradyanlı bölgeleri sıklastırmak ve buralarda yeterli bir çözünürlük elde etmek için çözüme bağlı uyarlamalar program çalısırken gerçeklestirilmistir. Ayrıca, yakınsamanın arttırılması için çoklu ağ yöntemi koda eklenmistir. Kodun doğruluğu ve verimliliğini doğrulamak için viskoz olmayan akıslar ve laminer akıslar için bazı testler yapılmıstır. Anahtar Kelimeler: Kartezyen Ağ Üretimi, Dörtgen Ağ Üretimi, Navier-Stokes Denklemleri, Yeniden Yapılandırma, Akı Vektör Ayrıstırması, Roe’nun Yaklasık Riemann Çözücüsü, Çoklu Ağ Yöntemi