Σχεδιασμός αεροσκάφους τύπου Sonerai και υπολογιστική διερεύνηση αεροδυναμικής συμπεριφοράς του με χρήση υπολογιστικού κώδικα Ansys Fluent

• Κύριος συγγραφέας: Ανδρικάκος, Δημήτριος
• Άλλοι συγγραφείς: Μάργαρης, Διονύσιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2019
• Θέματα: Σχεδιασμός αεροσκάφους; Προσομοίωση πτήσης; Aircraft design; Flight simulation

Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία αφορά το σχεδιασμό και την υπολογιστική διερεύνηση του αεροσκάφους Sonerai II-LTS με τη χρήση του προγράμματος Ansys Fluent. Το πρόγραμμα Ansys περιλαμβάνει μία γκάμα λογισμικών, μέσα στα οποία είναι και το Fluent το οποίο θα χρησιμοποιηθεί στην εργασία. Το Ansys Fluent δίνει απεριόριστες δυνατότητες σχεδιασμού και υπολογιστικής ρευστοδυναμικής στο χρήστη, δημιουργώντας προσομοιώσεις κάθε είδους που πλησιάζουν τις πραγματικές. Από την άλλη πλευρά, το αεροσκάφος Sonerai II-LTS ανήκει στην οικογένεια αεροσκαφών Sonerai, τα οποία είναι ελαφρά, μονοκινητήρια, μονοθέσια ή και διθέσια αεροσκάφη, ιδανικά για πειράματα, περίπλοκες μανούβρες και σχετικά υψηλές ταχύτητες. Το συγκεκριμένο αεροσκάφος είναι διθέσιο, χαμηλοπτέρυγο, με τριπλή διάταξη τροχών με αεροδυναμικές καλύπτρες και πετά με ταχύτητα πτήσης 220 km/h σε ύψος 2500 m. Ο σχεδιασμός του αεροσκάφους στο λογισμικό Ansys Fluent ξεκινά στο στάδιο του Geometry με την άτρακτο, την πτέρυγα και το ουραίο να σχεδιάζονται διαδοχικά και στη συνέχεια να συνενώνονται σε ένα στερεό σώμα. Επιπλέον, στο ίδιο στάδιο σχεδιάστηκε και η σήραγγα των προσομοιώσεων τετραγωνικής διατομής μέσα στην οποία ρέει το ρευστό της προσομοίωσης. Στο επόμενο στάδιο, Mesh, δημιουργείται το πλέγμα γύρω από το αεροσκάφος και μέσα στη σήραγγα το οποίο όντας πυκνό κοντά στο αεροσκάφος και αραιό μακριά από αυτό εξασφαλίζει μεγάλη ακρίβεια στα αποτελέσματα της προσομοίωσης. Η προσομοίωση ολοκληρώνεται στο στάδιο του Set-up, στο οποίο ο χρήστης εισάγει στο πρόγραμμα όλα τα στοιχεία που αφορούν τη ροή όπως το ρευστό, την ταχύτητά του, την πίεση και άλλα. Στη συγκεκριμένη εργασία διεξάχθηκαν δύο προσομοιώσεις, μία όταν το αεροσκάφος βρίσκεται σε κατάσταση ομαλής πτήσης και μία όταν το αεροσκάφος ανυψώνεται κατά την απογείωση. Τα δύο τελικά στάδια αφορούν το συνολικό πακέτο αποτελεσμάτων που περικλείουν κάθε λογής διαγράμματα και μετρήσεις. Τα πιο σημαντικά από αυτά, είναι τοπογραφικά διαγράμματα ταχύτητας και πίεσης καθώς και τα διαγράμματα των συντελεστών άντωσης και οπισθέλκουσας. Εν κατακλείδι, τα αποτελέσματα ελέγχθηκαν και σχολιάστηκαν και το συμπέρασμα που προκύπτει είναι ότι και στις δύο προσομοιώσεις η διαδικασία ήταν αξιόπιστη.