Vingprofiler. Ulf Ringertz. Grundläggande begrepp Definition och geometri Viktiga egenskaper Numeriska metoder Vindtunnelprov Framtid

Relevanta dokument
Grundläggande aerodynamik, del 4

Grundläggande aerodynamik, del 5

Aerodynamik. Swedish Paragliding Event november Ori Levin. Monarca Cup, Mexico, foto Ori Levin

Grundläggande aerodynamik, del 2

Aerodynamik - översikt

Grundläggande aerodynamik, del 6

Bestämning av lyftkraft på en symmetrisk vingprofil.

LEONARDO DA VINCI ( )

Grundläggande aerodynamik

Lösningar/svar till tentamen i MTM119/052 Hydromekanik Datum:

CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA Tillämpad mekanik Göteborg. TME055 Strömningsmekanik

Lösningar/svar till tentamen i MTM119 Hydromekanik Datum:

1 Potentiallösningen för strömningen kring en cylinder

Alpin Aerodynamik. Åk fortare. Dr Fredrik Hellström. Christian Jansson. Aerodynamikrådgivare. Landslagsåkare S1

printed: October 19, 2001 last modied: October 19, 2001 Laborationen avser en undersokning av stromningen kring en tva-dimensionell vingprol vid olika

GRUNDLÄGGANDE AERODYNAMIK INNEHÅLLSFÖRTECKNING

Lektion 5: Innehåll. Bernoullis ekvation. c 5MT007: Lektion 5 p. 1

Lösningar/svar till tentamen i MTM119 Hydromekanik Datum:

Lösningar/svar till tentamen i MTM113 Kontinuumsmekanik Datum:

Tillåtna hjälpmedel: Physics Handbook, Beta, kalkylator i fickformat, samt en egenhändigt skriven A4- sida med valfritt innehåll.

5C1201 Strömningslära och termodynamik

WALLENBERGS FYSIKPRIS

Institutionen för Energivetenskaper, LTH

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

Grundläggande aerodynamik, del 3

p + ρv ρgz = konst. [z uppåt] Speciellt försumbara effekter av gravitation (alt. horisontellt):

5C1201 Strömningslära och termodynamik för T2 Inkompressibel, friktionsfri och viskös strömning,

Kan hagel bli hur stora som helst?

Några myter.. Som ska avfärdas

HYDRAULIK Grundläggande begrepp I

1 Cirkulation och vorticitet

HYDRAULIK Grundläggande ekvationer I

SA105X Examensarbete inom Farkostteknik grundnivå 10,5 Hp Mekanikinstitutionen KTH. Handledare: Luca Brandt Zhu Lailai

MMVA01 Termodynamik med strömningslära

p + ρv ρgz = konst. Speciellt försumbara effekter av gravitation (alt. horisontellt): Om hastigheten ökar minskar trycket, och vice versa.

WALLENBERGS FYSIKPRIS

AERODYNAMISKA BERÄKNINGSMETODER

Övningstenta Svar och anvisningar. Uppgift 1. a) Hastigheten v(t) får vi genom att integrera: v(t) = a(t)dt

DIMENSIONSANALYS OCH LIKFORMIGHETSLAGAR

27,8 19,4 3,2 = = ,63 = 3945 N = = 27,8 3,2 1 2,63 3,2 = 75,49 m 2

Flödessimulering, sänkt fläktvarvtal i trätork Bygdsiljum

1. Det totala tryckfallet från pumpens utlopp, via rörledningen och alla komponenterna tillbaks till pumpens inlopp ges av. p = d

Lösningar/svar till tentamen i F0031T Hydromekanik Datum:

bh 2 π 4 D2 ] 4Q1 πd 2 =

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Lösningsförslag

HYDRAULIK Grundläggande ekvationer I

VINGTEORI. C L = C L 1+2/AR, C D = C D + C2 L C L och C D gäller oändligt bred vinge (2-D, AR ) L = C L A p ρu 2 /2, D = C D A p ρu 2 /2

MMVN01 Aerodynamik och kompressibel strömning 7.5 hp. Kursinformation 2019

Kraft och rörelse åk 6

Kraft, tryck och rörelse

Lösningar Kap 11 Kraft och rörelse

A. Egenskaper hos plana figurer (MTM458)

Laboration 1 Mekanik baskurs

Termodynamik, våglära och atomfysik (eller rätt och slätt inledande fysikkursen för n1)

P1. I en cylinder med lättrörlig(friktionsfri) men tätslutande kolv finns(torr) luft vid trycket 105 kpa, temperaturen 300 K och volymen 1.40 m 3.

HYDRAULIK (ej hydrostatik) Sammanfattning

Tentamen i Fysik TEN 1:2 Tekniskt basår

6.12 Räckvidd och uthållighet

Svängprestanda & styrning

Hur kan en fallskärm flyga?

Flyglära. Vi börjar med den grundläggande delen

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

MMVA01 Termodynamik med strömningslära

Repetitionsuppgifter i Fysik 1

Förklarande punkter kring Viktorvågs fordonsvågar.

Inlämningsuppgift 4 NUM131

Projektilrörelse med flera tillämpningar inom fotboll

2.2 Vatten strömmar från vänster till höger genom rörledningen i figuren nedan.

Inlämningsuppgift 1. 1/ Figuren visar ett energischema för Ulla som går uppför en trappa. I detta fall sker en omvandling av energi i Ullas muskler.

2. Vad innebär termodynamikens första lag? (2p)

Föreläsning 2,dynamik. Partikeldynamik handlar om hur krafter påverkar partiklar.

Aerodynamik - Prestanda

1. Beskriv Newtons tre rörelselagar. Förklara vad de innebär, och ge exempel! Svar: I essäform, huvudpunkterna i rörelselagarna.

Lösningar/svar till tentamen i MTM113 Kontinuumsmekanik Datum:

Teori för vinschbehörighet

KONTROLLSKRIVNING. Fysikintroduktion för basterminen. Datum: Tid: Hjälpmedel:

Vindkraftverk. Principen bakom vårt vindkraftverk

Umeå universitet Tillämpad fysik och elektronik, Osama Hassan BYGGNADSAKUSTIK- FORMELSAMLING

Transportfenomen i människokroppen

Kapitel 3. Standardatmosfären

5C1921 Teknisk strömningslära för M Undervisningsplan för läsåret 2004/05

Vätskans densitet är 770 kg/m 3 och flödet kan antas vara laminärt.

Flygningens grundprinciper, flygplan (Principles of flight, aeroplane)

Produktion. i samarbete med. MAO Design 2013 Jonas Waxlax, Per-Oskar Joenpelto

Undersökning av inkompressibelt gränsskikt på plan platta

Navier-Stokes ekvationer och mikrofluiddynamik

Inlämningsuppgift 2. Figur 2.2

Approximativa metoder för analys av komplexa fysiologiska flöden

LABORATION 2 UPPTÄCK ETT SAMBAND

Energitransport i biologiska system

ryckigt Kör 28 PORSCHEMAG

4 rörelsemängd. en modell för gaser. Innehåll

Sensorer, effektorer och fysik. Mätning av flöde, flödeshastighet, nivå och luftföroreningar

Puls och g-kraft. Uppföljningsblad 1. Hjärtat, en pump. Begrepp: Samband mellan begreppen: Uppgift 1. Uppgift 2

Re baseras på medelhastighet V samt hydraulisk diameter D h, Re = Re Dh = ρv D h. , D h = 4 A P. = V D h ν

Biomekanik Belastningsanalys

1. Grundläggande strömningslära och hemodynamik

Lösningar/svar till tentamen i MTM060 Kontinuumsmekanik Datum:

FYSIKUM STOCKHOLMS UNIVERSITET Tentamensskrivning i Vågrörelselära och optik, 10,5 hp, FK4009 Torsdagen den 21 augusti 2008 kl 9-15

Det totala motståndet kan beräknas med hjälp av ekvation (6.13), som lyder:

Transkript:

Vingprofiler Ulf Ringertz Grundläggande begrepp Definition och geometri Viktiga egenskaper Numeriska metoder Vindtunnelprov Framtid

Vingprofiler Korda Tjocklek Medellinje Läge max tjocklek Roder?

Lyftkraft, motstånd och moment L M D α v

Lyftkraftens uppkomst Enkel: Newtons nr 2, vingen ändrar luftströmmens riktning, för detta krävs en kraft. Newton nr 3, verkan och motverkan leder till att L verkar på vingen Mer korrekt: Newtons nr 2, F=d/dt(mv) Kontinuitetsekvationen (stiger det så sjunker det någon annanstans) Konstitutivt samband τ = µdv/dy, friktion beror på lutning

Motstånd Formmotstånd (olika tryck fram och bak) Friktion Inducerat motstånd Vågmotstånd

Dynamiskt tryck p p 0 q = p p 0 = 1 2 ρv2 Totaltryck p Statiskt tryck p 0 Densitet ρ = 1.2 kg/m 3 Hastighet v m/s Luftens rörelseenergi per volymsenhet

Dimensionslösa tal C L = L/(qS) C D = D/(qS) C m = M/(qSc) S vingarea, c vingens korda Exempel: Ventus 2cxT: S=11 m 2, v=25 m/s, m=600 kg ger C L = mg/(qs)=1.4 Boeing 747: S=500 m 2, v=80 m/s, m=300000 kg ger C L =1.53

Tryckkoefficient C p = (p p 0 )/q

Kraftens fördelning på profilen Tryckfördelning p (N/m 2 ) Skjuvspänning τ (N/m 2 ) Lyftkraft och motstånd beror i olika grad på p och τ

Reynolds tal Re=v c/ν (fart*längd/viskositet) Re = tröghetskrafter / viskösa krafter Stort Re, luft i hög fart Lågt Re, sirap i låg fart Ventus, 100 km/h Re=(100/3.6).6/1.5 10 5 10 6

Laminär strömning Välordnad Strömning sker i skikt Kan beskrivas 2D och tidsinvariant

Turbulent strömning Kaotisk rörelse (många små virvlar) Alltid 3D och varierar i tiden Kan dock i vissa fall medelvärdesbildas Vingprofiler bara bra för vissa Re! Modellflygsaerodynamik svårt, Re=10 4

Separation Matematisk definition finns i 2D! Skjuvspänning noll på ytan

Gränsskikt Tunt skikt nära ytan där hastigheten bromsas upp Tjocklek? δ 99 /c = (5/ Re) x/c (Några mm)

Laminärt eller turbulent? Laminärt bra med lågt friktionsmotstånd men känsligt för störningar Turbulent är mer stabilt men ger högre friktionsmotstånd

Målsättning Försök att bibehålla laminärt gränsskikt Trycket ökar efter punkten där profilen är som tjockast Flytta denna punkt bakåt Undvik separation

Profil från 70-talet och 90-talet 1.2 FX 73 170 AH 94 156 1 0.8 C L 0.6 0.4 0.2 0 0.2 6 7 8 9 10 11 12 C D *1000

Modern profil Finish bra -> försök bibehåll laminär strömning så länge som möjligt Lägre motstånd Undvik störningar = myggskrapor

Numeriska metoder Matematisk modell Olika approximationer (viskös, inviskös etc) Kombinationer av viskös och inviskös bäst (Integro)Differentialekvationer Numeriska metoder Programmering (Fortran eller C) Xfoil bra exempel för den intresserade

Beräknade egenskaper

Vindtunnel

Vindtunnelprov Tryckmätning Motståndsmätning med vakkratta Oljevisualisering Vågmätning

Vingprofilinstallation

Vakkratta

Visualisering

Xfoil beräkning av friktion

Vad vill man ha? Lågt motstånd för given lyftkraft Snäll stall Okänslig för störningar (regn och myggor)

Hur gör man? Räkna Prova Räkna Prova Flyg Räkna Prova osv

Framtid Små förbättringar Precision i tillverkning (baka muffins) Ytbehandling Aktiv påverkan (sugning) Framdrivning?

Vinna VM i Texas? Blom tror att ni blir bättre av att lyssna på det här föredraget Inte jag! Skit i teorin, träna istället! SLUT!