| Hafta | Konu | Ön Hazırlık | Dökümanlar |
| 1 |
Standart Atmosfer
|
Öğrencilerin atmosferin katmanları, basınç–sıcaklık–yoğunluk ilişkileri, hidrostatik denge ve gaz yasaları gibi temel kavramları gözden geçirmeleri önerilir. Uluslararası Standart Atmosfer (ISA) modelinin tanımı, deniz seviyesindeki referans değerler ve atmosferik parametrelerin irtifaya bağlı değişimi hakkında temel bilgiye sahip olmaları beklenir. Ayrıca atmosfer modelinin aerodinamik hesaplamalardaki ve uçuş analizlerindeki rolüne dair farkındalık konunun anlaşılmasını kolaylaştırır.
|
Ders kapsamında ISA tablosu, basınç–sıcaklık–yoğunluk değişim grafikleri, irtifaya bağlı atmosfer parametresi hesaplama örnekleri ve atmosfer modeline ilişkin teknik notlar sağlanacaktır. Ayrıca uçuş performansı, aerodinamik kuvvet analizleri ve motor performansı hesaplamalarında kullanılan standart atmosfer verilerini içeren dokümanlar destekleyici materyaller arasında yer alacaktır.
|
| 2 |
Temel Yasalar ve Denklemler
|
Öğrencilerin akışkanlar mekaniğinin temel fizik prensiplerini; özellikle kütlenin korunumu (süreklilik denklemi), momentumun korunumu (Navier–Stokes denklemleri) ve enerjinin korunumu gibi temel yasaları gözden geçirmeleri önerilir. Ayrıca kontrol hacmi yaklaşımı, integral–diferansiyel formülasyonlar, akış alanı değişkenleri (hız, basınç, yoğunluk) ve Newtonyen akışkan varsayımları hakkında temel bilgiye sahip olmaları beklenir.
|
Ders kapsamında temel korunum yasalarını açıklayan ders notları, süreklilik–momentum–enerji denklemlerinin türetildiği örnekler, kontrol hacmi analizine ilişkin teknik şemalar ve uygulamalı problem çözümleri sağlanacaktır. Ayrıca Navier–Stokes denklemlerinin özel akış tiplerine uygulanmış örnekleri, integral biçimler, diferansiyel biçimler ve fiziksel anlamlarını gösteren grafik–tablo içerikleri de destekleyici materyaller arasında yer alacaktır.
|
| 3 |
Temel Akışlar, Sınır Şartları
|
Öğrencilerin hız alanı, basınç dağılımı, potansiyel akış, viskoz akış, laminer–türbülanslı akış gibi temel akış tiplerini gözden geçirmeleri önerilir. Ayrıca duvar aderansı (no-slip şartı), giriş-çıkış sınır şartları, simetri şartları ve serbest akım şartı gibi temel sınır şartlarının fiziksel anlamını bilmeleri beklenir. Diferansiyel denklemlerin çözülebilirliği açısından sınır şartlarının rolüne dair temel farkındalık da önemlidir.
|
Ders kapsamında temel akış tiplerinin hız ve basınç dağılımını gösteren grafikler, potansiyel ve viskoz akış örnekleri, sınır şartı uygulama şemaları ve analitik çözüm örnekleri sağlanacaktır. Ayrıca giriş–çıkış koşulları, no-slip duvar koşulları ve simetri yüzeylerinin uygulandığı problem çözümleri ile ilgili ders notları ve örnek raporlar destekleyici materyaller arasında yer alacaktır.
|
| 4 |
İrrotasyonel Akışlar
|
Öğrencilerin potansiyel akış teorisi, hız potansiyeli, akım fonksiyonu, vortisite kavramı ve irrotasyonellik koşulu gibi temel konuları gözden geçirmeleri önerilir. Ayrıca Laplace denkleminin akış alanları için önemini, potansiyel akışların ideal akışkan varsayımı altında geçerli olduğunu ve gerçek akışlardan farklarını bilmeleri beklenir. Temel potansiyel akış elemanları (kaynak, helezon, çift kutup) hakkında genel farkındalık da yararlıdır.
|
Ders kapsamında hız potansiyeli ve akım fonksiyonuna ilişkin matematiksel ifadeler, irrotasyonellik koşulunun türetilmesi, potansiyel akış örnekleri ve temel akış elemanlarının süperpozisyonunu gösteren grafikler sağlanacaktır. Ayrıca potansiyel akış çözümlerinin kanat profilleri ve aerodinamik şekiller üzerindeki uygulamalarını içeren ders notları ve örnek problem çözümleri de destekleyici materyaller arasında bulunacaktır.
|
| 5 |
Sıkıştırılamaz Akışlar
|
Öğrencilerin sıkıştırılamazlık varsayımının fiziksel anlamını, yoğunluğun sabit kabul edildiği durumları ve düşük Mach sayısının akış analizindeki rolünü gözden geçirmeleri önerilir. Süreklilik denkleminin sıkıştırılamaz akışlardaki formu, Navier–Stokes denklemlerinin sadeleşmiş hâli ve temel akış tipleri (boru akışı, kanal akışı, serbest jetler) hakkında temel bilgiye sahip olmaları beklenir. Ayrıca basınç–hız ilişkisi ve viskoz etkilerin akış davranışına katkısı konusunda genel farkındalık önemlidir.
|
Ders kapsamında sıkıştırılamaz süreklilik denklemi ve Navier–Stokes denklemlerinin türevleri, boru ve kanal akışlarına yönelik analitik çözümler, hız profili örnekleri ve basınç kaybı hesaplamalarını içeren dokümanlar sağlanacaktır. Ayrıca Reynolds sayısına göre akış sınıflandırması, laminer–türbülanslı rejim karşılaştırmaları ve sıkıştırılamaz akışa uygulanmış örnek problem çözümleri de destekleyici materyaller arasında yer alacaktır.
|
| 6 |
Profil ve sonlu kanat aerodinamiği
|
Öğrencilerin kanat profili geometrisini (kamburluk, kalınlık dağılımı, hücum açısı), kaldırma ve sürükleme kuvvetlerinin temel prensiplerini ve potansiyel akış çözümlerinin airfoil davranışına etkilerini gözden geçirmeleri önerilir. Ayrıca sonlu kanatlarda indüklenen sürükleme, uç girdapları, açıklık oranı ve Prandtl kaldırma çizgisi teorisi gibi temel kavramlara aşina olmaları beklenir. Kanat profili–kanat etkileşimi ve üç boyutlu aerodinamik farkındalığı konuya hazırlık sağlar.
|
Ders kapsamında airfoil şekilleri ve basınç dağılımlarına ait grafikler, kaldırma–sürükleme katsayı tabloları, sonlu kanatlarda indüklenen sürükleme hesaplamaları ve kaldırma çizgisi teorisine ilişkin çözümler sağlanacaktır. Ayrıca farklı açıklık oranlarına sahip kanatların performans karşılaştırmaları, uç girdaplarının akım görselleştirmeleri ve üç boyutlu aerodinamik analiz örnekleri destekleyici dokümanlar arasında bulunacaktır.
|
| 7 |
Taşıma ve sürüklemeye etki eden faktörler, tutunma kaybı
|
Öğrencilerin kaldırma ve sürükleme kuvvetlerinin tanımını, kanat profili geometrisinin (kamburluk, kalınlık, hücum açısı) aerodinamik performansa etkisini ve sınır tabaka davranışını gözden geçirmeleri önerilir. Ayrıca Reynolds sayısı, Mach sayısı, akış ayrılması ve basınç dağılımı gibi kavramların taşıma ve sürükleme üzerindeki rolünü bilmeleri beklenir. Tutunma kaybının nedenleri, kritik hücum açısı ve akış ayrılmasının fiziksel mekanizmasına dair temel farkındalık önemlidir.
|
Ders kapsamında kaldırma ve sürükleme katsayılarının çeşitli hücum açıları için değişimini gösteren grafikler, basınç dağılımı şemaları, akış ayrılması ve tutunma kaybı örnekleri, ayrıca sınır tabaka davranışına ilişkin ders notları sağlanacaktır. Farklı kanat profillerinin performans karşılaştırmaları, stall sonrası akış görselleştirmeleri, deneysel veriler ve aerodinamik analiz raporları da destekleyici materyaller arasında yer alacaktır.
|
| 8 |
Ara Sınav
|
|
|
| 9 |
Sıkıştırılabilirlik etkileri
|
Öğrencilerin Mach sayısı kavramını, akış rejimlerini (altyüksek, transonik, süpersonik), yoğunluk değişiminin akış denklemlerine etkisini ve sıkıştırılabilir akış şartlarında enerji denklemindeki değişimleri gözden geçirmeleri önerilir. Ayrıca şok dalgaları, genleşme dalgaları, kritik Mach sayısı ve ses hızına yakın koşullarda ortaya çıkan aerodinamik fenomenler hakkında temel bilgiye sahip olmaları beklenir.
|
Ders kapsamında sıkıştırılabilir akış denklemleri, Mach sayısına bağlı basınç–yoğunluk–sıcaklık değişim tabloları, şok ve genleşme dalgalarının çözümleri, kritik Mach sayısı grafikleri ve transonik bölge akış özelliklerini gösteren teknik dokümanlar sağlanacaktır. Ayrıca süpersonik aerodinamik uygulamalardan örnekler, deneysel veriler ve akış alanı görselleştirmeleri destekleyici materyaller arasında yer alacaktır.
|
| 10 |
Kritik ve sesüstü hızların etkileri
|
Öğrencilerin Mach sayısı, sıkıştırılabilirlik, transonik bölge akış özellikleri, şok dalgası oluşumu ve aerodinamik kuvvetlerin hızla değişimi gibi temel kavramları gözden geçirmeleri önerilir. Kritik Mach sayısının tanımı, yerel ses hızına ulaşan akış bölgeleri ve bu durumun kaldırma–sürükleme üzerindeki etkileri hakkında temel bilgi sahibi olmaları beklenir. Ayrıca süpersonik akış türleri, genleşme dalgaları ve şok dalgalarının aerodinamik performansa etkisine dair farkındalık önemlidir.
|
Ders kapsamında kritik Mach sayısı grafikleri, şok dalgası oluşumu ve yer değiştirmesi üzerine teknik açıklamalar, sesüstü aerodinamik teoriler, genleşme ve şok dalgası hesaplamalarını içeren dokümanlar sağlanacaktır. Ayrıca transonik rejimde kanat profilinin davranışını gösteren görseller, süpersonik akış çözümleri, deneysel veriler ve aerodinamik performans değişimlerinin karşılaştırıldığı örnek raporlar destekleyici materyaller arasında yer alacaktır.
|
| 11 |
Daimi olmayan aerodinamik etkiler
|
Öğrencilerin kararlı (steady) ve kararsız (unsteady) akışın farklarını, zaman bağlı hız ve basınç değişimlerini ve akış alanının geçici davranışını gözden geçirmeleri önerilir. Ayrıca dinamik stall, kanat çırpma etkileri, titreşimli kanatlar, akış ayrılmasının zamana bağlı ilerlemesi ve aerodinamik kuvvetlerdeki salınımlar gibi temel kavramları anlamaları beklenir. Unsteady Navier–Stokes denklemleri, türevli kuvvet modelleri ve aerodinamik gecikme (aerodynamic lag) gibi konulara aşinalık da önemlidir.
|
Ders kapsamında dinamik stall eğrileri, zamana bağlı kaldırma–sürükleme değişim grafikleri, titreşimli kanat akış çözümleri, akış ayrılmasının zamansal gelişimini gösteren görseller ve unsteady aerodinamik teorilere ilişkin ders notları sağlanacaktır. Ayrıca deneysel veriler, kanat çırpma hareketi örnekleri, zaman serisi analizleri, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) sonuçları ve aerodinamik kuvvet tepkisini inceleyen raporlar destekleyici materyaller arasında bulunacaktır.
|
| 12 |
Aeroelastisiteye giriş
|
Öğrencilerin aerodinamik kuvvetler, elastik deformasyon, yapısal dinamikler ve akış–yapı etkileşimi kavramlarını gözden geçirmeleri önerilir. Temel titreşim modları, rijitlik–kütle ilişkisi, kanat burulması ve eğilmesi gibi yapısal davranışlara aşina olmaları beklenir. Ayrıca flutter, divergence ve kontrol yüzeyi terslenmesi gibi temel aeroelastik fenomenlerin fiziksel mekanizmaları hakkında genel farkındalık konuya hazırlık sağlar.
|
Ders kapsamında flutter ve divergence sınırlarını gösteren grafikler, kanat burulma–eğilme modellerine ait teknik çizimler, aeroelastik etkileşim denklemleri ve örnek hesaplamalar sağlanacaktır. Ayrıca deneysel aeroelastisite verileri, rüzgâr tüneli test sonuçları, zaman serisi analizleri, modal analiz çıktıları ve akış–yapı etkileşimini açıklayan raporlar destekleyici materyaller arasında yer alacaktır.
|
| 13 |
Panel Yöntemi
|
Öğrencilerin potansiyel akış teorisini, irrotasyonel akış varsayımını, Laplace denklemini ve temel potansiyel akış elemanlarını (kaynak, helezon, dipol) gözden geçirmeleri önerilir. Airfoil ve kanat yüzeylerinin panel adı verilen küçük bölümlere ayrılması, her panele kaynak veya dipol dağılımı atanması ve yüzey sınır koşullarının sağlanması gibi temel prensipleri anlamaya hazırlanmalıdırlar. Ayrıca sayısal çözüm yöntemleri, matris oluşturma ve lineer cebir temelleri hakkında farkındalık konunun daha iyi anlaşılmasını sağlar.
|
Ders kapsamında panel yönteminin matematiksel temelleri, panel yerleşimi ve panel geometrisi çizimleri, kaynak/vortisite dağılımlarının hesaplanması ve yüzey sınır koşullarının uygulanmasına ilişkin ders notları sağlanacaktır. Ayrıca airfoil üzerinde hız ve basınç dağılımını gösteren örnek grafikler, panel yönteminin diğer aerodinamik yöntemlerle karşılaştırıldığı tablolar, örnek kod parçacıkları ve sayısal çözüm raporları destekleyici materyaller arasında yer alacaktır.
|
| 14 |
Türbülans
|
Öğrencilerin laminer ve türbülanslı akış arasındaki farkları, Reynolds sayısının fiziksel anlamını, hız ve basınç dalgalanmalarının akış alanındaki rolünü gözden geçirmeleri önerilir. Türbülansın kaotik yapısı, girdap ölçekleri, enerji aktarım süreçleri ve ortalama–dalgalanma ayrımını içeren Reynolds Ayrıştırması hakkında temel bilgiye sahip olmaları beklenir. Ayrıca Navier–Stokes denklemlerinin türbülanslı akışlarda çözülemez hâle gelmesi ve kapanış problemine (closure problem) dair farkındalık önemlidir.
|
Ders kapsamında türbülanslı akış profilleri, Reynolds ortalama denklemleri (RANS), türbülans kinetik enerjisi (TKE) grafikleri, girdap yapılarının görselleştirilmesi ve türbülans spektrumu ile ilgili ders notları sağlanacaktır. Ayrıca LES ve DNS gibi gelişmiş türbülans çözüm yöntemlerine dair örnekler, deneysel sıcak telli anemometre verileri, türbülans modelleri (k–?, k–?) karşılaştırma tabloları ve örnek problem çözümleri de destekleyici materyaller arasında yer alacaktır.
|
| 15 |
Sayısal Aerodinamik ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiğine (CFD) Giriş
|
Öğrencilerin önceki haftalarda işlenen temel aerodinamik kavramları—sıkıştırılabilir akışlar, sınır tabakası, panel yöntemi, türbülans modelleri ve irrotasyonel akışlar—gözden geçirmeleri önerilir. Ayrıca temel diferansiyel denklemler, Navier–Stokes denklemlerinin fiziksel anlamı, sayısal çözüm yöntemleri (sonlu farklar, sonlu hacimler gibi) ve matris çözücüleri hakkında giriş seviyesinde bilgiye sahip olmak konunun daha iyi anlaşılmasını sağlar. Modern aerodinamik analizlerde kullanılan CFD yazılımlarına (ANSYS Fluent, OpenFOAM vb.) dair kısa bir ön araştırma yapmak öğrenciler için faydalı olacaktır.
|
Ders kapsamında temel CFD kavramlarını açıklayan dokümanlar, basitleştirilmiş Navier–Stokes çözüm örnekleri, sonlu farklar ve sonlu hacimler yöntemlerine ait şemalar, basit bir 2D akış simülasyonu için adım adım uygulama notları, türbülans modeli karşılaştırmaları ve başlangıç seviyesi CFD proje dosyaları sağlanacaktır.
|