Yıl: 2021 Cilt: 33 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 90 - 96 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.7240/jeps.742540 İndeks Tarihi: 18-10-2021

İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı

Öz:
Atmosferik parçacıkların yerel, bölgesel ve küresel kaynaklarını belirlenmesini amaçlayan Pozitif Matriks Faktör Analizi, Potansiyel Kaynak Katkı Fonksiyonu, Kimyasal Kütle Dengesi gibi çeşitli nümerik modellerde kullanılan veriler, toplanan aerosol örneklerinden elde edilmektedir. Bu modellerin girdi kaynakları, bir bölgede toplanan parçacıkların analiz sonuçlarından elde edilen verilerdir. Atmosferik parçacıkların toplanması, genel olarak yer seviyesinde kurulan parçacık örnekleme sistemleri yoluyla gerçekleştirilmektedir. Yer seviyesinde örneklenen parçacıklar üzerinde yerel kaynakların katkısı, sınır ötesi uzun erimli yörüngeye sahip parçacıkların kaynaklarını belirleyen model çıktılarının sağlıklı değerlendirilmesini sınırlamaktadır. Bu çalışmada, model çalışmalarına katkı sağlayacak olan zemin seviyesinden farklı yüksekliklerde parçacık örnekleme yapabilecek insansız hava aracına yüksek taşınım verimliliğine sahip bir örnekleme sisteminin tasarlanması amaçlanmıştır. Üretime geçilmeden önce, örnekleme modülü ile ilgili akışa dayalı basınç ölçüm benzetim (simülasyon) çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Parçacık örnekleme, insanlı hava araçlarında kullanılan tasarımlar incelenerek benzer tasarım insansız hava aracına uygulanmıştır. Model çıktılarında ve uygulamada, yüksek hızlarda insanlı hava araçları için tasarlanan örnekleme sistemlerinin, düşük hızlı insansız hava araçları için verimli olmadığı görülmüştür.
Anahtar Kelime:

Design and Construction of Atmospheric Particle Sampling System by Unmanned Aerial Vehicle

Öz:
The data, which are used on various numerical models such as Positive Matrix Factor Analysis, Potential Source ContributionFunction and Chemical Mass Balance and aim to determine the local, regional and global sources of atmospheric particles, areobtained from the collected aerosol samples. The input sources of these models are the results obtained from the analysis ofparticles collected in a region. Collecting of atmospheric particles is generally carried out through particle sampling systemsinstalled at ground level. Upon particles sampled at ground level, contribution of local sources limits the correct evaluation ofthe model outputs which determine the sources of the particles with cross-border long range trajectory. In this study, it has beenaimed to design a sampling system which has a high efficiency of transportation for an unmanned air vehicle which can carryout particle sampling at various altitudes from ground level which contributes to modelling studies. Before passing to theproduction phase, simulation works of influx based pressure measurement with regard to the sampling module have beencarried out. By observing the designs used in manned air vehicles, a similar design for particle sampling has been applied tounmanned air vehicles. In model outputs and applications, it has been seen that sampling systems designed for high-speedmanned air vehicles are not efficient for low-speed unmanned air vehicles.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Wallace, J.M., & Hobbs, P.V. (2006). Atmospheric Science: An Introductory Survey, 2.Baskı, Elsevier Inc., San Diego, CA, USA. s. 153-207.
  • [2] Kulkarni, P., Baron, P.A., & Willeke, K. (2011). Introduction to Aerosol Characterization. In: Aerosol Measurement: Principles, Techniques, and Applications, P. Kulkarni, P.A. Baron, & K. Willeke (ed.), 3.Baskı, John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, New Jersey, USA, s. 3-13.
  • [3] NASA, (2017). http://www.nasa.gov/topics/earth/features/air_sci _missions_2012.html, (January, 2017).
  • [4] Fehsenfeld, F., Hastie D., Chow J., & Solomon, P. (2004). Particle and gas measurements. In: Particulate Matter Science for Policy Makers: A NARSTO Assessment, P.H. McMurry, M.F. Shepherd, & J.S. Vickery (ed.), Cambridge University Press, Cambridge, UK, s. 159-189.
  • [5] Hamill, P., Brogniez, C., Thomason, L., Deshler, T., Antuña, J., Baumgardner, D., Bevilacqua, R., Brock, C., David, C., Fussen, D., Hervig, M., Hostettler, C.A., Lee, S.-H., Mergenthaler, J., Osborn, M. T., Raga, G., Reeves, J. M., Rosen, J., & Wilson, J. C. (2006). Instrument Descriptions, L. Thomason & Th. Peter (ed.), SPARC Assessment of Stratospheric Aerosol Properties (ASAP), 77-106, SPARC Report No. 4, World Climate Research Programme-124 (WMO /TD1295).
  • [6] CCSP, (2009). Atmospheric Aerosol Properties and Climate Impacts, Synthesis and Assessment Product 2.3 Report by the U.S. Climate Change Science Program and the Subcommittee on Global Change Research, M. Chin, R.A. Kahn, & S.E. Schwartz (ed.), Washington: NASA.
  • [7] Wilson J.C. & Jonsson H. (2011). Measurement of Cloud and Aerosol Particles from Aircraft. In: Aerosol Measurement: Principles, Techniques, and Applications, P. Kulkarni, P.A. Baron, & K. Willeke (ed.), 3.Baskı, John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, New Jersey, USA, pp.655-665.
  • 8] Beard, K.V. (1983). Reorientation of hydrometeors in aircraft accelerated flow. Journal of Climate and Applied Meteorology, 22, 1961-1963.
  • [9] Baumgardner, D. (1984). The effects of airflow distortion on aircraft measurement: A workshop summary. Bulletin of the American Meteorological Society, 65, 1212-1213.
  • [10] King, W.D. (1984). Air flow and particle trajectories around aircraft fuselages. I: Theory. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 1(1), 5-13.
  • [11] King, W.D. (1986). Air flow and particle trajectories around aircraft fuselages. IV: Orientation of ice crystals. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 3(3), 433- 439.
  • [12] MacPherson, J.I., & Baumgardner, D. (1988). Airflow about King Air Wingtip-Mounted cloud particle measurement probes. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 5(2), 259- 273.
  • [13] Twohy, C.H., & Rogers, D. (1993). Airflow and water-drop trajectories at instrument sampling points around the Beechcraft King Air and Lockheed Electra. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 10(4), 566-578.
  • [14] Pena, J.A., Norman, J.M., & Thomson, D.W. (1977). Isokinetic sampler for continuous airborne aerosol measurements. Journal of the Air Pollution Control Association, 27(4), 337-341.
  • [15] Noone, K.J., Ogren J.A., Heintzenberg, J., Charlson, R.J., & Covert, D.S., (1988). Design and calibration of a counterflow virtual impactor for sampling of atmospheric fog and cloud droplets. Aerosol Science and Technology, 8(3), 235-244.
  • [16] Huebert, B.J., Lee, G., & Warren, W.L. (1990). Airborne aerosol inlet passing efficiency measurement. Journal of Geophysical Research, 95(D10), 16369-16381.
  • [17] Jonsson, H.H., Wilson, J.C., Brock, C.A., Knollenberg, R.G., Newton, T., Dye, J.E., Baumgardner, D., Borrmann, S., Ferry, G.V., Pueschel, R., Woods, D.C., & Pitts, M. C. (1995). Performance of a focused cavity aerosol spectrometer for measurements in the stratosphere of particle size in the 0.06–2.0-µm-diameter range. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 12(1), 115-129.
  • [18] Twohy, C.H. (1998). Model calculations and wind tunnel testing of an isokinetic shroud for highspeed sampling. Aerosol Science and Technology, 29(4), 261-280.
  • [19] Laucks, M.L., & Twohy, C.H. (1998). Sizedependent collection efficiency of an airborne counter flow virtual impactor. Aerosol Science and Technology, 28(1), 40-61.
  • [20] Hermann, M., Stratmann, F., Wilck, M., & Wiedensohler, A. (2001). Sampling characteristics of an aircraft-borne aerosol inlet system. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 18(1), 7-19.
  • [21] Twohy, C.H., Strapp, J.W., & Wendisch, M. (2003). Performance of a counterflow virtual impactor in the NASA icing research tunnel. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 20(6), 781-790.
  • [22] Huebert, B.J., Howell, S.G., Covert, D., Bertram, T., Clarke, A., Anderson, J.R. , Lafleur, B.G., Seebaugh, W.R., Wilson, J.C., Gesler, D., Blomquist, B. & Fox, J. (2004). PELTI: Measuring the passing efficiency of an airborne low turbulence aerosol inlet. Aerosol Science and Technology, 38(8), 803-826.
  • [23] Hegg, D.A., Covert, D.S., Jonsson, H., & Covert, P.A. (2005). Determination of the transmission efficiency of an aircraft aerosol inlet. Aerosol Science and Technology, 39(10), 966-971.
  • [24] Chen, J., Conant, W.C., Rissman, T.A., Flagan, R.C., & Seinfeld, J.H. (2005). Effect of angle of attack on the performance of an airborne counterflow virtual impactor. Aerosol Science and Technology, 39(6), 485-491.
  • [25] McFarland, A.R., Ortiz, C.A., Moore, M.E., DeOtte, Jr., R.E., & Somasundaram, S. (1989). A shrouded aerosol sampling probe. Environmental Science & Technology, 23(12), 1487-1492
APA Akkoyunlu B, Oruc I, Alpman E, Dogan B, baltaci h (2021). İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı. , 90 - 96. 10.7240/jeps.742540
Chicago Akkoyunlu Bülent Oktay,Oruc Ilker,Alpman Emre,Dogan Baris,baltaci hakki İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı. (2021): 90 - 96. 10.7240/jeps.742540
MLA Akkoyunlu Bülent Oktay,Oruc Ilker,Alpman Emre,Dogan Baris,baltaci hakki İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı. , 2021, ss.90 - 96. 10.7240/jeps.742540
AMA Akkoyunlu B,Oruc I,Alpman E,Dogan B,baltaci h İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı. . 2021; 90 - 96. 10.7240/jeps.742540
Vancouver Akkoyunlu B,Oruc I,Alpman E,Dogan B,baltaci h İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı. . 2021; 90 - 96. 10.7240/jeps.742540
IEEE Akkoyunlu B,Oruc I,Alpman E,Dogan B,baltaci h "İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı." , ss.90 - 96, 2021. 10.7240/jeps.742540
ISNAD Akkoyunlu, Bülent Oktay vd. "İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı". (2021), 90-96. https://doi.org/10.7240/jeps.742540
APA Akkoyunlu B, Oruc I, Alpman E, Dogan B, baltaci h (2021). İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı. International journal of advances in engineering and pure sciences (Online), 33(1), 90 - 96. 10.7240/jeps.742540
Chicago Akkoyunlu Bülent Oktay,Oruc Ilker,Alpman Emre,Dogan Baris,baltaci hakki İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı. International journal of advances in engineering and pure sciences (Online) 33, no.1 (2021): 90 - 96. 10.7240/jeps.742540
MLA Akkoyunlu Bülent Oktay,Oruc Ilker,Alpman Emre,Dogan Baris,baltaci hakki İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı. International journal of advances in engineering and pure sciences (Online), vol.33, no.1, 2021, ss.90 - 96. 10.7240/jeps.742540
AMA Akkoyunlu B,Oruc I,Alpman E,Dogan B,baltaci h İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı. International journal of advances in engineering and pure sciences (Online). 2021; 33(1): 90 - 96. 10.7240/jeps.742540
Vancouver Akkoyunlu B,Oruc I,Alpman E,Dogan B,baltaci h İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı. International journal of advances in engineering and pure sciences (Online). 2021; 33(1): 90 - 96. 10.7240/jeps.742540
IEEE Akkoyunlu B,Oruc I,Alpman E,Dogan B,baltaci h "İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı." International journal of advances in engineering and pure sciences (Online), 33, ss.90 - 96, 2021. 10.7240/jeps.742540
ISNAD Akkoyunlu, Bülent Oktay vd. "İnsansız Hava Aracı ile Atmosferik Parçacık Örnekleme Sisteminin Dizaynıve Yapımı". International journal of advances in engineering and pure sciences (Online) 33/1 (2021), 90-96. https://doi.org/10.7240/jeps.742540