| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά μια προσπάθεια αεροδυναμικής μελέτης της ροής γύρω από αεροσκάφος. Πιο συγκεκριμένα εξετάζεται η ροή αέρα γύρω από το αεριωθούμενο επιβατηγό αεροσκάφος Embraer ERJ 145 τόσο σε κανονικό μέγεθος όσο και υπό κλίμακα 1 προς 100 με τη βοήθεια του υπολογιστικού πακέτου Ansys Fluent.
Υπολογίζονται οι δυνάμεις άντωσης και οπισθέλκουσας για το αεροσκάφους σε κανονικό μέγεθος κατά την πτήση με ταχύτητα 151.6 m/s, 181,917 m/s, 197,077 m/s, 212,237 m/s, 227,396 m/s σε ύψος πτήσης 30000 ft και στις γωνίες προσβολής -4 ,0 ,4 ,8 ,12 και16 μοίρες, κάνοντας χρήση των μοντέλων τύρβης K-epsilon Realizable και K-omega SST. Επίσης υπολογίζονται οι δυνάμεις άντωσης και οπισθέλκουσας για το αεροσκάφος σε κλίμακα 1:100 με ταχύτητα 7 m/s σε μηδενικό υψόμετρο σε γωνίες προσβολής 4, 0,4 ,8,12 ,16 ,20 και 24 μοίρες κάνοντας χρήση του μοντέλου τύρβης Spalart-Allmaras. Τα αποτελέσματα της υπολογιστικής επίλυσης για το υπό κλίμακα αεροσκάφος συγκρίνονται με τα πειραματικά αποτελέσματα που καταγράφηκαν μετά από την κατασκευή του μοντέλου σε τρισδιάστατο εκτυπωτή και την πειραματική προσομοίωση της ροής γύρω από αυτό στην αεροσήραγγα του εργαστηρίου.
Αρχικά γίνεται μια σύντομη αναφορά στις ροές ρευστών και την κατηγοριοποίηση με κριτήρια τη συμπιεστότητα και τη συνεκτικότητα. Παρουσιάζονται συνοπτικά η στρωτή και η τυρβώδης ροή, και επεξηγούνται η τύρβη, η συνθήκη μη-ολίσθησης, το οριακό στρώμα και η αποκόλληση του από την επιφάνεια ενός σώματος.
Στη συνέχεια επεξηγούνται οι αεροδυναμικές δυνάμεις της άντωσης και οπισθέλκουσας που αναπτύσσονται με τη ροή σε αεροτομές και πτέρυγες και οι παράγοντες που τις επηρεάζουν.
Η επόμενη ενότητα περιλαμβάνει μια εισαγωγή στην υπολογιστική ρευστοδυναμική και τα προγράμματα CFD. Επιπλέον, αναπτύσσονται οι εξισώσεις Navier-Stokes, οι προσεγγίσεις για την αριθμητική επίλυση τους και παρουσιάζονται τα μοντέλα τύρβης που χρησιμοποιήθηκαν.
Ακολούθως περιγράφονται η διαδικασία που ακολουθήθηκε για την εισαγωγή της γεωμετρίας στο Fluent, τη δημιουργία του πλέγματος και την εισαγωγή των παραμέτρων εισόδου καθώς και η πειραματική διάταξη και η διαδικασία λήψης των μετρήσεων.
Στην επόμενη ενότητα παρατίθενται τα αποτελέσματα της υπολογιστικής προσομοίωσης για το αεροσκάφος σε κανονικό μέγεθος και σε κλίμακα 1:100 καθώς και η σύγκριση των τελευταίων με τις πειραματικές μετρήσεις. Τέλος πραγματοποιείται ένας συνοπτικός σχολιασμός των αποτελεσμάτων και μια σειρά από προτάσεις για την βελτίωση και μελλοντική εξέλιξη της εργασίας.
|
|---|
