Sitemize Hoşgeldiniz, Ziyaretçi! Giriş Kayıt Ol




Konuyu Değerlendir
  • 0 Oy - 0 Ortalama
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Yivsiz Tek kurşunların dinamiklerinin CFD analizi ile değerlendirilmesi
#1
Değerli Forumdaşlarım,

Yivsiz tek kurşunların bir akışkan olan hava içinde seyirlerini bilgisayar ortamında SolidWorks programı kulanarak CFD (Computational Fluid Dynamics = Bilgisayarlı Akışkan Dinamikleri) analizlerini yapmaya çalıştık. İnternet ortamında daha ziyade havacılık ve otomotiv konularında bu tür analizler olmasına karşın, yivsiz tek kurşunlar (hatta yivliler için bile) bu tür analizlerin çok nadir yapıldığını gözledik. http://mcb-homis.com/slugcfd/slugcfd.html

Bu konuda amatör olduğum için değerlendirmelerde yanılgıya düşebilirim. Konuya yakın forumdaşlarımın katkı ve yorumları daha iyi değerlendirmeler için çok yararlı olacaktır.

Şu ana kadar Lee, Lyman, tapasıyla seyreden Foster (Özkara Global) ve yine tapasıyla seyreden Gualandi tarzındaki yivsiz tek  300 m/s (subsonik), 340 m/s (sonik) ve 410 m/s (süpersonik) hızlarda test ve değerlendirmelerini yaptık. Bu hızlar benim kendi dolumlarımda elde ettiğim hızlardır. Daha yüksek hızları incelemedim, ancak genelde yivsiz tek kurşunların ortalama çıkış hızı (410 m/s = 1345 fps) bir fikir verecektir.

Konunun ve grafiklerin anlaşılabilmesi için akışkanlarla ilgili bazı fizik bilgilerimizi gözden geçirmemiz gerekiyor:


[Resim: Bernoulli_eefct.png]

İlk defa Venturi tarafından ortaya konan prensibe göre, daralan bir tüpte akışkan hızı arttığında basınç azalmaktadır.

Daha sonra Bernoulli tarafından ortaya konan yukarıdaki şekilde gösterilen "Bernoulli prensibi" diyeceğimiz formülde görüldüğü gibi eşitliğin her iki tarafta enerji miktarı ayni kalacağı için, formüle göre de hız arttıkça basınç düşecektir.

"Bernoulli prensibi" uçak kanatlarındaki kaldırma gücünün de ifadesidir.


[Resim: lift_ekme.png]
Hava içinde hareket eden kanadın konkav üst tarafında hava sıkışarak, alta göre daha hızlı bir akım oluşacağı için, burada hızla seyreden hava basınç düştüğü için bir çekme oluşacak, göreceli olarak kanat altındaki basınç yüksek olacağı için bir kaldırma kuvveti oluşacaktır.

Hava içinde seyreden kurşunlarda oluşan şok dalgaları   ve merminin ardında oluşan hızlı hava akımları (vorteks=girdap) merminin ardında Bernoulli prensibine göre bir çekme ortaya çıkaracaktır. Şok dalgaları ve akım ayrışması ses altı hızlarda daha geride ses üstü hızlarda simetrik ön ve arkada ortaya çıkacaktır.


[Resim: Bullet_shock_waves.png]

Yivsiz tekkurşunlarda mermi çekirdeğinin önde binen basınç mermiyi giderek yavaşlatırken, ardında oluşan girdap ve hızlı hava akımları bir çekme (sürüklenme) meydana getirerek ucunun doğru seyretmesini ve dengesini sağlayan önemli bir etkendir. Tıpkı badmington topunun sürüklenme dengesi gibi. İşte bu olayları bilgisayar ortamında değerlendirmeye çalıştık. Özetlersek "Akımın hızlandığı yerde basınç düşecektir" Tıpkı uçak kanadındaki gibi bir çekme meydana getirecektir.

Aşağıda Lee Key Drive slug 7/8 ons (24,5 gram) için yaptığımız analizleri aktarıyorum:

Önce teknik resim çizimleri yapıldı:

[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_09_07_39_26.png]

Daha sonra SolidWorks programında bu modellere akım ve basınç analizleri uygulandı:



[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_09_07_40_02.png]

Soldaki akım testlerinde oblik görünümde Lee slug arkasındaki hızlı vorteks akımları, sağdaki resimde üzerine binen basınçların dağılımı gösterilmiştir.

Akım analizleri yukarıdan aşağı 410 m/s (1345 fps),  340 m/s (1116 fps) ve 300 m/s (985 fps) hızlarında bilgisayar ortamında simüle edilerek yapılmıştır:


[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_09_07_47_37.png]

Her üç hızda da slug hemen arkasında yüksek hızlı vorteks (girdap) akımları görülüyor. Bernoulli prensibine göre bu akımlar aşağıdaki incelemede göreceğiniz gibi düşük basınç meydana getirecek ve bir çekme oluşturacaktır. Süpersonik hızda hava akımının çok geride birleşmeden aktığı ve çekmenin daha fazla olduğu görülüyor. Hız düştükçe çekme azalıyor. 


[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_09_07_39_02.png]

Yüksek hızlardaki basınç dağılım grafiğinde kurşun arkasına doğru oluşan düşük basınçlı şok dalgalarını izleyebiliyoruz. Yüksek hızlı akımın daha geriden bir çekme yaptığı, Lee slugların süpersonik hızlarda stabil bir seyir göstereceği, hız düştükçe geride oluşan çekmenin azalması nedeniyle transsonik bölgede takla atabileceği düşüncesindeyim. 

Yukarıda da yazdığım gibi analizlerin yorumları için konuya yakın forumdaşlarımızın yorum ve katkıları olayı anlamada ve değerlendirmede değerli bilgilere ulaşmamızı sağlayacaktır. 

Sırasıyla diğer tip tekkurşunların analiz sonuçlarını yayınlayacağım.

Saygılarımla
 
Alıntı
22 üye teşekkür etti:
dr.kara, osman08, LAMRETOEJ, demirci57, Porsuk, tirendaz, whistle, blacksea, madenci08, lenduha, splendes, Ahmet Özalp, Oberon, yyildiz, Xlll, tsuba, ThePulchra, PersonalDefence, Gazanfer, ilksurfer, glock19, TrCiviltary
#2
Bilgilendirme ve paylaşım için teşekkür ederim sayın Sabri.
Kendi adıma söylemem gerekirse konunun bilimsel altyapısına vakıf değilim,çalışmalarımı deneme yamulma prensibine göre yapıyorum o yüzden konu hakkında çok fazla fikir beyan edemeyeceğim lakin tapayla kurşun tek blok halinde hareket ederse daha isabetli atışlar yapıyorum,kurşun ateşlendikten sonra tapa deforme olmaz ise yada eski haline çabuk dönerse isabetli atış sayım artıyor,kurşundan bağımsız tapa ile kullandığım foster tip kurşunlarda çıkış hızı ne kadar yüksek olusa olsun tapalı kurşunlara göre düşme daha fazla oluyor,çıkış hızı v0=450 m/s ve üzeri hızlarda daha isabetli atışlar yapabiliyorum bunlar tüfeğime ait özellikte olabilir o yüzden sadece belirtmek istedim.
Kolay gelsin efendim.
 
Alıntı
5 üye teşekkür etti:
Sabri, tirendaz, Ahmet Özalp, yyildiz, Xlll
#3
(09-05-2018, 03:12 PM)splendes demiş ki: 1) tapayla kurşun tek blok halinde hareket ederse daha isabetli atışlar yapıyorum,kurşun ateşlendikten sonra tapa deforme olmaz ise yada eski haline çabuk dönerse isabetli atış sayım artıyor,kurşundan bağımsız tapa ile kullandığım 2) foster tip kurşunlarda çıkış hızı ne kadar yüksek olusa olsun tapalı kurşunlara göre düşme daha fazla oluyor,
çıkış hızı v0=450 m/s ve üzeri hızlarda daha isabetli atışlar yapabiliyorum bunlar tüfeğime ait özellikte olabilir o 

Sayın splendes,

Yorumunuz için teşekkürler

1) Tapa ile seyreden tekkurşunlarda boy uzadığı için balistik katsayı iyileşiyor, bu da isabeti attırıp düşmeyi geciktiriyor. Tapa deforme olmaz ise elbettte kurşunun seyri daha düzgün oluyor

2) Namlu çıkış hızı arttıkça merminin transsonik bölgeye girdiği mesafe artıyor, dolayısı ile isabet daha düzgün oluyor

Pek yakında tapası ile seyreden tekkurşunların CFD analizlerini bu başlıkta yayınlayacağım

Saygılar
 
Alıntı
7 üye teşekkür etti:
tirendaz, splendes, Ahmet Özalp, yyildiz, Xlll, tsuba, LAMRETOEJ
#4
Geçen ay almış olduğum Lyman 525 türü Svarog 27 gramların da CFD analizlerini tamamladık

[Resim: Ekran_Resmi_2018_04_15_20_32_01.png]

İlk bakışta diğer Foster türü kurşunlardan farklı bir aerodinamiği olduğu seçiliyor. Havayı dah geniş yarıp arkaya yansıtıyor, vorteks dalgaları oldukça hızlı ve arkasındaki çukurun da içinde oluşuyor. İyi bir çekme stabilitesine sahip olduğunu düşündürüyor, keza basınç merkezi önde, arkada düşük basınç da düzgün bir seyir göstereceği izlenimi veriyor:
[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_10_09_07_15.png]


[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_10_08_59_35.png]

Seyir esnasındaki basınç dalgaları diğer tekkurşunların hiç birine benzemiyor. Önde havada bir sıkışma, süpersonik hızlarda değişik bir şok dalgası sergiliyor:


[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_10_08_49_38.png]

Bilgimin kısıtlı olması nedeniyle değerlendirmelerim haliyle yüzeyel kalıyor. Forumda CFD analizi konusunda bilgili arkadaşlarımız mutlaka vardır Katkıları daha doğru bir değerlendirme yapmamızı sağlar.

Bundan sonra tapası ile seyreden değişik tekkurşunlarla ilgili analizleri sunacağım.

Saygılar
 
Alıntı
7 üye teşekkür etti:
Gazanfer, splendes, ilksurfer, tirendaz, Porsuk, tsuba, LAMRETOEJ
#5
Sayın Sabri 3 yıl önce Abdullah Oruç beyin tarafıma deneme için göndermiş olduğu lyman slug benzeri 28 g. bir kurşunun isabeti beni hayli şaşırtmıştı 100 metre 1 kg lık salça kutularına atışlarını bulamadım ama 36 metre atışını paylaşıyorum x-wad magnum fişek tapası ve csb 1 barutla iyi sayılabilecek sonuçlar vermişti,ilk video denemelerimden olduğundan acemi işi olarak görün.
 
Alıntı
3 üye teşekkür etti:
Sabri, S@riyerli, aseyhan
#6
Değerli Forumdaşlarım,

Değişik yivsiz tekkurşunların CFD analizlerine devam ediyoruz. Çizdikçe deneyimlerimiz artıyor. Bu gün Gualandi tarzı yivsiz tekkurşun ile ilgili bulgularımızı aktaracağım. Analiz yapabilmek için elbette önce 3D modelleme yapmak gerekiyor:

[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_12_07_36_20.png]

Bu çizimlerden sonra rüzgar tüneli simülasyonunu yaptığımızda hız arttıkça, hızlı hava akımları ve girdap oluşumlarının geriye doğru kaydığını gözledik. Süpersonik hızlarda Gualandi tarzı tekkurşunlarda tapa gerisinde oluşan hızlı hava akımlarının Bernouilli prensibine göre düşük basınç ve çekme meydana getireceği anlaşılıyor. Supersonik hızlarda gualandinin stabil bir seyir göstereceği izlenimi veriyor:


[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_12_07_38_11.png]

Seyir esnasındaki basınç dağılımında süpersonik hızlarda simetrik, Gualandi'nin kurşun kısmında şok dalgaları ve akım ayrışması gözleniyor:


[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_12_07_38_24.png]

Analizlerimiz sırasında izlediğimiz ilginç bir bulgu var. Gualandi çekirdeğinin kanatçıklarında hızlı hava akımları kanatçıklar üzerinde yön değiştiriyor ve düşük basınç ortaya çıkıyor. Bu da havada seyrederken binen basınçların çekirdeği hava direnciyle oluşan torkun bir vida hareketi ile pervane gibi döndürebileceği ve bunun bir jiroskobik stabilite yaratabileceği yönünde.


[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_12_07_36_50.png]

CFD analizinde elde ettiğimiz bu bulguyu, video analizi yapacak donanım yeterince hızlı bir kameramız yok. İnternette yavaş çekim videolarını başarılı bir şekilde sunan Jeff Taofledermaus ile messenger'dan yazıştım, bunu yavaş çekim kamerası ile gösterip gösteremeyeceğini sordum:


[Resim: Ekran_Resmi_2018_05_12_07_36_03.png]


Jeff bu konuda çok olumlu yaklaşmadı, görüşü tapaya koyacağı işaretlerin barutun yanmasıyla bozulacağı yönünde. Foster slugların seyir esnasındaki dönmelerini gösterdiğini yazdım. Onun düşüncesi kanatçıkların namlu içindeki seyir esnasında döndüğünü ve hava akımının dönmeye neden olmayacağı . Belki niyetlenip bir test yapar. İster namlu içi ister hava akımı ile olsun CFD analizlerinden oluşan kişisel kanaatim Gualandilerin de yivliler kadar olmasa da, az da olsa bir jiroskobik stabiliteye sahip olabilecekleri yönünde. Tapasından ayrılmadıklarında uzun mesafede isabetli atışlar yaptığım  bir yivsiz tekkurşun türüdür.  

Diğer türlerin CFD analizleri devam ediyor. Tekrar yazışmak üzere

Saygılar
 
Alıntı
9 üye teşekkür etti:
Ahmet Özalp, splendes, Xlll, aseyhan, demirci57, Porsuk, tsuba, LAMRETOEJ, mehmetstar
#7
NEDEN CFD ANALİZİ ?

Forumdan bir arkadaşım özelden sormuş " Neden CFD analizi yapıyorsun, ne işe yarıyor ki?" . Haklı. Baştan yazmam gerekirdi. Konuya biraz damdan düşer gibi girmiş oldum. Sorusuna cevap vereyim:


[Resim: Kesit_Bas_nc_Analizi_300ms.jpg]

Mermiler göreceli olarak basit bir geometriye sahiptir fakat seyir esnasında etrafındaki hava akımlarının fiziği karmaşık bir yapıya sahiptir. En önemli değişkenlerden biri isabetliliktir. Bu da uçan merminin aerodinamiği gibi bir kaç faktöre bağlıdır. Çekme (sürüklenme), stabilite (denge), moment, basınç ve ağırlık merkezi gibi değişkenler CFD (Computational Fluid Dynamics = Bilgisayarla Akışkan Dinamikleri) analizleri ile değişik senaryolar taklit edilerek incelenebilmektedir. 

Subsonik seyreden airsoft peletleri, paintball mermileri ve diğer subsonik hızda seyreden cisimler ses hızının altında giderken supersonik hızda gidenlerden farklı durumlar gösterir. Örneğin yukarıdaki analizde ses altında seyreden tek kurşunda şok dalgaları yoktur. Mermi CFD analizleri bu nedenle ek bir dikkat gerektirmektedir.

Gerek yivli gerekse yivsiz mermiler ses üstü (süpersonik) hızlarda namludan çıkarlar, çoğunluğu hedefe kadar hızı azalsa da ses üstü hızlarda seyrine devam eder:

[Resim: Ekran_Resmi_2018_04_25_11_06_26.png]

Merminin ön kısmında oluşan şok dalgaları yukarıdaki analizde açıkça seçilmektedir.

MERMİ CFD ANALİZLERİNİN SONUÇLARI NELERDİR?

Mermi seyri esnasında aerodinamiğini etkileyen şekil, hava direnci, eğer varsa dönme ve çekme dengeleri CFD analizleri ile taklit edilebilmektedir. Böylece:
  • Mermi tasarımı ve genel balistik etkilenmeleri
  • Mermiye yüklenen aerodinamik güçler
  • Dengeyi etkileyen basınç ve ağırlık merkezleri
  • Stabilite sorunları
  • Hava direnci ve sürüklenme katsayısı     CFD analizlerinde değişik senaryolarla incelenebilmektedir.
Keza mermi seyri esnasında yan rüzgar isabet konusunda oldukça etkili olabilmektedir. Tasarımcılar bunu hesaplamakta zorlanırlar. CFD aerodinamik etkileri ve asimetrik etkilenmeleride analiz etmek için iyi bir yöntemdir. Hatta yivli mermilerdeki Magnus etkisi bile hesaplanabilmekte ve gösterilebilmektedir. 

[Resim: bullet_sidewind1.png]


Ayrıca türbülans analizleri ile merminin tüm hareketleri bilgisayar ortamında gerçek seyri gibi taklit ve analiz edilebilmektedir. Böylelikle bir merminin etkinliği ve isabetliliği konusunda bilgi edinmek mümkün olabilmektedir.

İlgilenenler ve meraklıları için incelemeleri sürdüreceğim.

Saygılarımla
 
Alıntı
10 üye teşekkür etti:
splendes, tsuba, tirendaz, alone61, lenduha, yyildiz, LAMRETOEJ, fuatguler, mehmetstar, Huysuz
  


Foruma Git:


Bu konuyu görüntüleyen kullanıcı(lar): 1 Ziyaretçi