Numeryczna symulacja opływu wokół płata o zmodyfikowanej krawędzi natarcia. Michał Durka



Podobne dokumenty
OPŁYW PROFILU. Ciała opływane. profile lotnicze łopatki. Rys. 1. Podział ciał opływanych pod względem aerodynamicznym

J. Szantyr Wykład nr 18 Podstawy teorii płatów nośnych Płaty nośne są ważnymi elementami wielu wytworów współczesnej techniki.

SYMULACJA OBLICZENIOWA OPŁYWU I OBCIĄŻEŃ BEZPRZEGUBOWEGO WIRNIKA OGONOWEGO WRAZ Z OCENĄ ICH ODDZIAŁYWANIA NA PRACĘ WIRNIKA

Projekt skrzydła. Dobór profilu

POLITECHNIKA LUBELSKA

POLITECHNIKA LUBELSKA

J. Szantyr Wykład nr 19 Warstwy przyścienne i ślady 1

Mechanika lotu. TEMAT: Parametry aerodynamiczne skrzydła samolotu PZL Orlik. Anna Kaszczyszyn

J. Szantyr Wykład nr 21 Aerodynamika płatów nośnych Płaty nośne są ważnymi elementami wielu wytworów współczesnej techniki.

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

Politechnika Poznańska. Metoda Elementów Skończonych

NOWOCZESNE TECHNOLOGIE ENERGETYCZNE Rola modelowania fizycznego i numerycznego

1. Przepływ ciepła Rysunek 1.1 Projekt tarczy hamulcowej z programu SOLIDWORKS

Modelowanie zjawisk przepływowocieplnych. i wewnętrznie ożebrowanych. Karol Majewski Sławomir Grądziel

Krzysztof Gosiewski, Anna Pawlaczyk-Kurek

Metoda Elementów Skończonych. Projekt: COMSOL Multiphysics 3.4.

OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU C X CIAŁA O KSZTAŁCIE OPŁYWOWYM.

Numeryczne modelowanie mikrozwężkowego czujnika przepływu

Kurs teoretyczny PPL (A) Dlaczego samolot lata?

Mgr inż. Wojciech Chajec Pracownia Kompozytów, CNT Mgr inż. Adam Dziubiński Pracownia Aerodynamiki Numerycznej i Mechaniki Lotu, CNT SMIL

.DOŚWIADCZALNE CHARAKTERYSTYKI AERODYNAMICZNE MODELU SAMOLOTU TU-154M W OPŁYWIE SYMETRYCZNYM I NIESYMETRYCZNYM

Opis postępowania przy eksportowaniu geometrii z systemu Unigraphics NX do pakietu PANUKL (ver. A)

Pomiar rozkładu ciśnień na modelu samochodu

Jan A. Szantyr tel

Podczas wykonywania analizy w programie COMSOL, wykorzystywane jest poniższe równanie: 1.2. Dane wejściowe.

Metoda Elementów Skończonych. Projekt: COMSOL Multiphysics 3.4.

Politechnika Poznańska

Metoda Elementów Skończonych Laboratorium

METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH.

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

Przykłady modelowania numerycznego warunków hydraulicznych przepływu wody w przepławkach ryglowych i dwufunkcyjnych

Dwurównaniowe domknięcie turbulentnego strumienia ciepła

Politechnika Poznańska. Metoda Elementów Skończonych

PROJEKTOWANIE AERODYNAMIKI SZYBOWCÓW

Badanie własności aerodynamicznych samochodu

Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania

Studentom zostaną dostarczone wzory lub materiały opisujące. Zachęcamy do wykonania projektów programistycznych w postaci apletów.

THE IMPACT OF PROPELLER ON AERODYNAMICS OF AIRCRAFT

WYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I OKRĘTOWNICTWA. Katedra Hydromechaniki i Hydroakustyki

POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH Wydział Mechaniczny Technologiczny PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA

Zakład Mechaniki Płynów i Aerodynamiki

Politechnika Poznańska

FLOW CONTROL. Międzyuczelniane Inżynierskie Warsztaty Lotnicze Bezmiechowa września Andrzej Krzysiak[1]

Wzór Żurawskiego. Belka o przekroju kołowym. Składowe naprężenia stycznego można wyrazić następująco (np. [1,2]): T r 2 y ν ) (1) (2)

Projekt nr 2 Charakterystyki aerodynamiczne płata

Doświadczenia w eksploatacji gazomierzy ultradźwiękowych

LABORATORIUM METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

Politechnika Poznańska

Numeryczne modelowanie procesów przepł ywowych

MODELOWANIE NUMERYCZNE POLA PRZEPŁYWU WOKÓŁ BUDYNKÓW

Politechnika Poznańska. Metoda Elementów Skończonych

Projekt Metoda Elementów Skończonych. COMSOL Multiphysics 3.4

Katarzyna Jesionek Zastosowanie symulacji dynamiki cieczy oraz ośrodków sprężystych w symulatorach operacji chirurgicznych.

Polska gola! czyli. Fizyk komputerowy gra w piłkę. Sławomir Kulesza

Metoda Elementów skończonych PROJEKT. COMSOL Multiphysics 3.4

WSTĘPNA KONCEPCJA MECHANIZMU STEROWANIA HYDROSKRZYDŁAMI NA PRZYKŁADZIE ŁODZI SOLARNEJ SOLAR BOAT AGH

METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

Karta (sylabus) przedmiotu Mechanika i Budowa Maszyn Studia II stopnia

Politechnika Poznańska

ANALIZA PRZEPŁYWU W TUNELU AERODYNAMICZNYM PO MODERNIZACJI

dr inż. Cezary Żrodowski Wizualizacja Informacji WETI PG, sem. V, 2015/16 b) Operacja wyciągnięcia obrotowego z dodaniem materiału - uchwyt (1pkt)

DETEKCJA FAL UDERZENIOWYCH W UKŁADACH ŁOPATKOWYCH CZĘŚCI NISKOPRĘŻNYCH TURBIN PAROWYCH

Projekt z przedmiotu Metoda Elementów Skończonych

Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania. Projekt: Metoda Elementów Skończonych Program: COMSOL Multiphysics 3.4

METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

Modelowanie i symulacja zagadnień biomedycznych PROJEKT BARTŁOMIEJ GRZEBYTA, JAKUB OTWOROWSKI

Politechnika Poznańska. Projekt Metoda Elementów Skończonych

dr inż. Cezary Żrodowski Wizualizacja Informacji WETI PG, sem. V, 2015/16

POPRAWKI TUNELOWE DO WYNIKÓW BADAŃ MODELI PROFILI W TUNELACH AERODYNAMICZNYCH

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

Udoskonalenie łopat śmigła w oparciu o obliczenia CFD. Modyfikacja kształtu przy użyciu Multiple Objective Design.

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

Fizyka w sporcie Aerodynamika

Projektowanie Aerodynamiczne Wirnika Autorotacyjnego

dr inż. Cezary Żrodowski Wizualizacja Informacji WETI PG, sem. V, 2015/16

Politechnika Poznańska

Wirtualny model samochodu

2. Zapoczątkowanie kawitacji. - formy przejściowe. - spadek sprawności maszyn przepływowych

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

Politechnika Poznańska

Państwowa Komisja Badania Wypadków Lotniczych Samolot PZL-101A Gawron; SP-YEB; r., Wielogóra k/radomia ALBUM ILUSTRACJI

ANALIZA ROZKŁADU CIŚNIEŃ I PRĘDKOŚCI W PRZEWODZIE O ZMIENNYM PRZEKROJU

Księga Pierwsza. Aerodynamika

Cel i zakres pracy dyplomowej inżynierskiej. Nazwisko Imię kontakt Modelowanie oderwania strug w wirniku wentylatora promieniowego

2.5 Aerodynamika. W = 0,5 c x A v 2 ρ

Politechnika Poznańska. Metoda Elementów Skończonych. Mysiukiewicz Olga Sobieraj Małgorzata

Obliczenia osiągów dyszy aerospike przy użyciu pakietu FLUENT Michał Folusiaak

AERODYNAMIKA I WYKŁAD 3 TEORIA CIENKIEGO PROFILU LOTNICZEGO

Politechnika Poznańska

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

ANALiZA AERODYNAMiCZNA WŁASNOŚCi ŚMiGŁOWCA Z UWZGLĘDNiENiEM NADMUCHU WiRNiKA NOŚNEGO

POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ MECHATRONIKI

Politechnika Lubelska. Raport nr 2/92/NN/2013

Celem ćwiczenia jest eksperymentalne określenie rozkładu ciśnienia na powierzchni walca kołowego oraz obliczenie jego współczynnika oporu.

J. Szantyr Wykład nr 20 Warstwy przyścienne i ślady 2

Metoda Elementów Skończonych

PL B BUP 03/05. Molawka Ryszard,Nisko-Zarzecze,PL WUP 09/08 RZECZPOSPOLITA POLSKA

Przepływ trójwymiarowy z oderwaniem. A. Wykonanie modelu geometrycznego (GAMBIT)

Politechnika Poznańska

Transkrypt:

Numeryczna symulacja opływu wokół płata o zmodyfikowanej krawędzi natarcia Michał Durka

Politechnika Poznańska

Inspiracja Inspiracją mojej pracy był artykuł w Świecie Nauki opisujący znakomite charakterystyki aerodynamiczne płetw pewnego gatunku wieloryba przy małych liczbach Reynoldsa.

Schemat modyfikacji Fragment skrzydła o nieskończonej rozpiętości. (widok z góry)

Schemat modyfikacji Profil: zmodyfikowany NACA0009

Parametry obliczeń Użyty program: Fluent 6.2 Liczba Reynoldsa: 1 400 000 Prędkość przepływu: 25 m/s Średnia cięciwa: 1m Modele turbulencji: Spalart Allmaras`a i k-ε Intensywność turbulencji na wlocie: 1% Wymiar charakterystyczny turbulencji: 2mm Kąty natarcia: od 0º do 16º co 2º Przeprowadzono równoległe obliczenia dla płata prostego i zmodyfikowanego

Geometria widok ogólny i część wewnętrzna

Warunki brzegowe Niebieski - zadana prędkość na wlocie Czerwony - odpływ Powierzchnie profilu - ścianka Boki sekcji - symetria

Siatka widok ogólny

Siatka część wewnętrzna

Siatki widok z góry

Szczegół siatki dla modeli Spalart Allmaras`a i k-ε

Weryfikacja wyniku Dla zweryfikowania wyniku porównałem wartości współczynników siły nośnej i oporu dla prostego skrzydła z wynikami obliczeń dokonanych przy pomocy programu X-FOIL oraz z danymi z raportu NACA dla profilu NACA0009. Porównałem także rozkłady ciśnienia wzdłuż profilu dla kilku kątów natarcia z rozkładami otrzymanymi przy pomocy programu X-FOIL.

Cz [-] Charakterystyka c z (α) cz(α) 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 FLUENT K-E X-FOIL turb NACA X-FOIL FLUENT S-A 0,2 0-0,2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 α [deg]

Cx [-] Charakterystyka c x (α) cx(α) 0,25 0,2 0,15 0,1 FLUENT K-E X-FOIL turb NACA X-FOIL FLUENT S-A 0,05 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 α [deg]

X-FOIL Rozkłady ciśnienia na profilu dla kąta natarcia 2º FLUENT

Wyniki obliczeń Dla skrzydła zmodyfikowanego i prostego

cz [-] Charakterystyki c z (α) cz(α) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 pros ke modyf ke pros SA modyf SA 0,2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18-0,2 α [deg]

cx [-] Charakterystyki c x (α) cx(α) 0,25 0,2 0,15 0,1 pros ke modyf ke pros SA modyf SA 0,05 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 α [deg]

cz [-] Biegunowe cz(cx) 1,2 1 0,8 0,6 pros modyf 0,4 0,2 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 cx [-]

K [-] K(α) K(alfa) 25 20 15 pros modyf 10 5 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 α [deg]

w [m/s] Biegunowe prędkości bieg v 0 0 5 10 15 20 25 30-0,5-1 -1,5-2 pros modyf -2,5-3 -3,5 v [m/s]

Próba wyjaśnienia zaobserwowanych efektów Wizualizacja niektórych parametrów przepływu dla prostego i zmodyfikowanego płata dla kąta natarcia 12º

Rozkłady ciśnień wzdłuż profili

Rozkłady ciśnień wzdłuż profilu (skrzydło proste)

Rozkłady ciśnień wzdłuż profili (skrzydło zmodyfikowane)

Rozkład ciśnienia na skrzydle prostym [Pa]

Rozkład ciśnienia na skrzydle zmodyfikowanym [Pa]

Rozkład ciśnienia w płaszczyźnie naroża wewnętrznego [Pa]

Rozkład prędkości wokół skrzydła prostego [m/s]

Detal rozkładu prędkości wokół skrzydła prostego - oderwanie

Rozkład prędkości w płaszczyźnie naroża wklęsłego [m/s]

Rozkład prędkości w płaszczyźnie 0,05 m od naroża wklęsłego [m/s]

Rozkład prędkości w płaszczyźnie 0,1 m od naroża wklęsłego [m/s]

Rozkład prędkości w płaszczyźnie naroża wypukłego [m/s]

Przepływy poprzeczne przy skrzydle zmodyfikowanym [m/s]

Rozkład prędkości w pobliżu górnej powierzchni skrzydła [m/s]

Rozkład prędkości w pobliżu dolnej powierzchni skrzydła [m/s]

Wartości prędkości w niektórych przekrojach [m/s]

Możliwe zastosowania Samoloty szkolne Samoloty rolnicze Samoloty wysokomanewrowe Zamiast stałego slotu Na statecznikach

Wnioski Zastosowane metody nie są do końca wiarygodne ze względu na znaczny obszar oderwania oraz niemożność modelowania przejścia laminarno-turbulentnego W celu dokładniejszego poznania zjawiska należałoby przeprowadzić badania tunelowe płatów z wypustkami trójkątnymi

Wnioski W celu zbadania wpływu wypustek trójkątnych na opór indukowany dobrze byłoby przeprowadzić badania numeryczne dla płata o skończonej rozpiętości Wystąpiły pewne różnice w stosunku do badań płetw wielorybów wynikające z innej liczby Reynoldsa, rozważania skrzydła o nieskończonej rozpiętości, a także z trudności uwzględnienia przejścia laminarnoturbulentnego

Wnioski Jeśli dalsze badania potwierdzą wyższość obłych wypustek nad trójkątnymi, to tam gdzie jest to możliwe (w technologii kompozytów) należałoby stosować wypustki o obłym kształcie

Pytania?

Dziękuję za uwagę