česky  čs
english  en
Experimentální metody v aerodynamice (2121045)
Katedra:ústav mech. tekutin a termodyn. (12112)
Zkratka:EMASchválen:25.04.2023
Platí do: ??Rozsah:3P+0C+4L
Semestr:Kredity:6
Zakončení:Z,ZKJazyk výuky:CS
Anotace
Cílem předmětu je seznámit studenty s významem a úlohou experimentální činnosti v oblasti aerodynamiky. Studenti získají přehled o moderních experimentálních metodách používaných v mechanice tekutin, termodynamice, letectví a kosmonautice. Výuka probíhá v teoretické i experimentální rovině, a to formou přednášek a cvičení. Studenti získají nejen teoretické znalosti v oboru experimentální aerodynamiky, ale sami si vyzkoušejí většinu probíraných metod v rámci laboratorních cvičení, kde se naučí obsluhovat daná měřicí zařízení a vyzkouší si postupy měření a vyhodnocení experimentálních dat.
Osnova
1) Úvod do experimentální mechaniky tekutin a termomechaniky. Základní pojmy. Problematika měření vybraných veličin.
2) Základy podobnosti v mechanice tekutin a termomechanice. Vyhodnocení nejistot měření.
3) DAQ: HW+SW
4) Základy elektroniky pro zpracování signálů. Digitální zpracování signálů.
5) Problematika měření stavových veličin při vysokých rychlostech s uvažováním stlačitelnosti proudícího plynu.
6) Metoda žhaveného drátku – CTA (Constant Temperature Anemometry). Princip metody. Použitelnost. Limity metody.
7) Optická metoda laserové anemometrie – PIV (Particle Image Velocimetry). Princip metody. Použitelnost. Limity metody.
8) Mezní vrstva. Kvalitativní metody pro hodnocení proudového pole a stavu mezní vrstvy.
9) Aerodynamické tunely – rozdělení, použití. Nízkorychlostní aerodynamické tunely
10) Vysokorychlostní a specializované aerodynamické tunely
11) Silová měření v aerodynamických tunelech.
12) Problematika měření charakteristik lopatkových strojů
13) Operační analýza, letová měření.
Osnova cvičení
1) Prohlídka laboratoře Ústavu mechaniky tekutin a termodynamiky. Stručné představení nezbytného laboratorního vybavení. Bezpečnost práce.
2) Nejistoty měření – případové studie. Návrh modelu pro aerodynamické experimenty.
3) Představení užívaného HW a SW pro sběr a vyhodnocení dat. Ukázka přípravy jednoduchého experimentu pro vyhodnocení rychlosti proudění v aerodynamickém tunelu. Vyhodnocení závislosti tlakového spádu na dýze tunelu na rychlosti proudícího vzduchu.
4) Digitální zpracování signálů.
5) Měření rychlosti proudění a teploty při vysokých podzvukových rychlostech. Vyhodnocení Machova čísla. Šlírovací metoda – vizualizace rázových vln při nadzvukovém obtékání válce.
6) Měření rychlosti proudu vzduchu a intenzity turbulence v aerodynamickém tunelu pomocí metody žhaveného drátku.
7) Měření rychlosti proudového pole na sací straně profilu křídla pomocí metody PIV.
8) Vizualizace proudění při obtékání tělesa vybrané geometrie (válec, rotující válec, profil křídla apod.)
9) Měření proudového pole víceotvorovou tlakovou sondou
10) Šestikomponentní silové měření v aerodynamickém tunelu.
11) Měření charakteristiky lopatkového kompresoru
12) Měření charakteristik turbínového motoru
13) Exkurze do nízkorychlostního a vysokorychlostního tunelu
Literatura
- Ježek, J., Váradiová, B., Adamec, J.: Mechanika tekutin. 1998. Vydavatelství ČVUT (Vysokoškolské skriptum). ISBN.: 80-01-01615-3.
- Nožička, J.: Termomechanika. 1998. Vydavatelství ČVUT (Vysokoškolské skriptum). ISBN.: 80-01-01836-9.
- Nožička, J.: Dynamika plynů. 2005. Česká technika – nakladatelství ČVUT (Vysokoškolské skriptum). ISBN.: 80-01-03300-7.
- Barlow, J. B., Pope, A., Harper, J. J., & Rae, W. H. (1999). Low-speed wind tunnel testing (3rd ed.). John Wiley & Sons.
- Pope, A., & Goin, K. L. (1978). High-speed wind tunnel testing. Krieger Publishing Company.
Požadavky
Mechanika tekutin, Termomechanika
data online/KOS/FS :: [Helpdesk] (hlášení problémů) :: [Obnovit] [Tisk] [Tisk na šířku] © 2011-2022 [CPS] v3.8 (master/18fbb08a/2024-05-30/02:31)