In this work, an active flow control method is studied numerically by using a synthetic jet over a NACA 0015 airfoil. Unsteady, turbulent flows over the NACA 0015 airfoil are computed using a Navier-Stokes solver. The Spalart-Allmaras turbulence model is employed in all computations. Unsteady flow solutions are computed in parallel using Parallel Virtual Machine library routines in a computer cluster. The synthetic jet is implemented to the flow solver as a boundary condition. Response Surface Methodology is employed for the optimization of synthetic jet parameters at various angles of attack. The synthetic jet parameters; the jet velocity, the jet location, the jet angle and the jet frequency are optimized to maximize the lift to drag ratio. The optimization study is performed for a constant value of jet power coefficient. The jet slot size is used as a dependent parameter in the optimization studies.The optimization study has shown that the jet velocity and the jet location are the dominant synthetic jet parameters. The optimum synthetic jet angle is observed to be increasing as the angle of attack increases. The optimum jet location is observed to be moving through the leading edge as angle of attack increases for the separated flows. It is observed that the application of the synthetic jet delays the flow separation on the suction side of the airfoil and increases the lift to drag ratio significantly especially at post stall angles of attack. The application of the synthetic jet is observed to be less effective for attached flows.

Bu çalışmada, NACA 0015 kanat kesidi üzerine sentetik jet uygulanarak aktif akış kontrolü sayısal olarak incelenmiştir. NACA 0015 kanat kesidi üzerinde oluşan zamana bağlı, türbülanslı akış Navier-Stokes akış çözücüsü kullanılarak hesaplanmıştır. Tüm hesaplamalarda Spalart-Allmaras türbülans modeli kullanılmıştır. Zamana bağlı akış hesaplamaları, Parallel Virtual Machine kütüphanesi kullanılarak paralel olarak yapılmıştır. Sentetik jet, Navier-Stokes akış çözücüsüne bir sınır koşulu olarak eklenmiştir. Eniyileştirme çalışmalarında, sentetik jete ait parametrelerin eniyileştirilmesi sağlanarak kaldırma ve sürüklenme katsayıları oranının maksimum değeri alması hedeflenmiştir. Sentetik jet parametrelerinin farklı hücum açılarında eniyileştirilmesi için Yanıt Yüzey Yöntemi kullanılmıştır. Kaldırma ve sürüklenme katsayıları oranı sentetik jetin hızı, konumu, açısı ve frekansı kullanılarak eniyileştirilmiştir. Eniyileştirme çalışmaları jet güç katsayısının değeri sabit tutularak gerçekleştirilmiştir. Jet çıkışının genişliği bağımlı bir parametre olarak kullanılmıştır.Eniyileştirme çalışmalarında, sentetik jetin hızı ve konumunun diğer jet parametrelerine göre daha baskın olduğu görülmüştür. En uygun sentetik jet açısının hücum açısı arttıkça arttığı gözlemlenmiştir. Akış ayrılmasının olduğu durumlarda, en uygun sentetik jet konumunun hücum açısı arttıkça kanat hücum kenarına kaydığı görülmüştür. Eniyileştirme çalışmaları, kanat üzerine uygulanan sentetik jetin özellikle perdövites açısından büyük hücum açılarında akış ayrılmasını geciktirdiğini ve kaldırma ve sürüklenme katsayıları oranını önemli ölçüde arttırdığını göstermiştir. Kanat üzerindeki akışın yüzeye yapışık olduğu durumlarda sentetik jetin daha az etkili olduğu gözlemlenmiştir.