Szczurowski Michał |
Temat: Wizualizacja w tunelach: wodnym i aerodynamicznym opływu ciał opływowych i nie opływowych. |
18.04.2009 |
L7 2PDF |
|
|
Tunel wodny
Posiada przepływ zamknięty, gdzie ciecz z dolnego zbiornika jest przepompowywana do górnego i grawitacyjnie wpada w przestrzeń pomiarowa. Przestrzeń ta stanowi prostopadłościenny basen o dużej powierzchni podstawy, co powoduje unikniecie
efektu warstwy przyściennej bocznych ścianek. Przestrzeń pomiarowa od góry przykryta jest
szyba, która niweluje falowanie powierzchni swobodnej strumienia wody. Wysokość
przepływu wody w części pomiarowej reguluje się zapora. Badane modele sa profilami
powstałymi z przekrojenia danej bryły płaszczyznami równoległymi do kierunku przepływu i
podstawy przestrzeni pomiarowej. Wysokość modelu dobierana jest tak, aby nad modelem
dotykającym szyby nie następował przepływ. Model mocuje się na obrotowej tarczy
umożliwiającej zmianę kąta, która znajduje się w środkowej części podstawy przestrzeni
pomiarowej.
Schemat tunelu wodnego
Wiry Karmana
Przy opływie ciał nie opływowych tworzą się za nimi układy wirów dość prawidłowo
rozłożonych, które okresowo i na przemian odrywają się to z górnej, to z dolnej części
powierzchni. Częstość zrywania się wirów jest określona m.in. przez prędkość strumienia
nie zaburzonego i geometrie ciała. Wiry (rys.4.) te oddalają się od ciała z prędkością mniejsza
od prędkości przepływu niezakłóconego. Zrywające się wiry powodują zmianę rozkładu
ciśnień na opływanym ciele (profilu), zmianę współczynników oporu oraz dyssypacje energii
strumienia płynu.
Teorie przedstawionego zjawiska podał Karman. Układ tych wirów za ciałem wzdłuż
kierunku przepływu nazywany jest ścieżką wirów Karmana. Znajomość częstości odrywania
się wirów jest niezmiernie ważna. Jeśli bowiem częstość drgań własnych opływanego ciała
pokryje się z częstością odrywania się wirów Karmana, wystąpi niebezpieczeństwo
rezonansu, które może prowadzić do mechanicznych uszkodzeń. Zjawisko wirów Karmana
może występować, gdy spełnione są warunki:
oderwanie warstwy przyściennej,
odpowiednia liczba Re,
właściwości powierzchni oraz lepkość czynnika.
Tunel aerodynamiczny
Jest to rodzaj kanału o zamkniętym lub otwartym obiegu, w którym za pośrednictwem wentylatorów napędzanych przez silniki wywoływany jest jednorodny strumień powietrza, w którym umieszcza się badane obiekty - zarówno modele wykonane w pomniejszonej (rzadziej powiększonej) skali, jak i w skali rzeczywistej. Służy do badań zachowania się strug powietrza opływającego badany przedmiot. Powietrze to jest często zabarwiane, aby gołym okiem zobaczyć strugi. Nowoczesne tunele są naszpikowane różnego rodzaju czujnikami potrzebnymi do szczegółowego obrazowania danych. W początkowej fazie badań tunele te są częściowo zastępowane przez symulacje komputerowe.
W trakcie badania i interpretacji wyników dla obiektów w skali różnej od 1:1 ważne jest zachowanie liczb podobieństwa, np.:
Wyszukiwarka