Aerodynamika I (FSI-OA1)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. Ing. Karol Fiľakovský, CSc.  
Garantující pracoviště: LÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je naučit studenty využívat základní zákony proudění
nestlačitelné a stlačitelné tekutiny při řešení běžných technických
problémů obtékání jednoduchých těles, zejména se zaměřením na
obtékání křídel letounů a celých letounů.
Výstupy studia a kompetence:
Absolventi kurzu získají znalosti a dovednosti z oboru průmyslové
aerodynamiky se zaměřením na řešení problémů aerodynamiky letounu.
Absolventi kurzu jsou dále schopni řešit problémy spojené s obté-
káním těles-vnější aerodynamika a problémy proudění uvnitř strojů-
vnitřní aerodynamika.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Úvod, aerodynamické síly, souřadné soustavy a aerodyn. koeficienty.Aero-statika, Mezinár.standard.atmosféra.Zákony zachování hmotnostihybnosti a energie v proudění,rovn.kontin.a Eulerova.Bernoullihodif.rovnice.Integrace BDR pro nestlač.a stlač.proudění,Lavalovadýza.Potenciál.proudění ideální nestlač.tekutiny,skládání proudění,konformní transformace obtékání válce na profil křídla.Zákony vířivého proudění. Navier-Stokesovy rovnice, mezní vrstvy (MV),vlivMV na aerodyn. charak. profilů,vznik vztlaku,tech. aplikace profilů.Křídlo konečného rozpětí,polára křídla a letounu. Stlač.ideálníproudění, linearizace rovnic. Machovo číslo, definice,fyzikální význam. Podzvukové a nadzvukové stlač. proudění.Nadzvuková expanze,nadzvuková komprese-rázové vlny.Mezní vrstva s vlivem stlač.Metodyřešení podzv. a nadzv. profilů a křídel.Průběh aerodyn. koef.v rozsahu od nestlač.po nadzvukové proudění.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Účast ve cvičeních a laboratorních cvičeních je povinná. Účast na
přednáškáh není povinná. Student získá zápočet z předmětu když do
konce kouškového období za zimní semestr splní :
- má větší přítomnost ve cvičeních než devět ze čtrnácti
- správně vypracuje a odevzdá 3 domácí práce zadané během semestru
- správně vypracuje a odevzdá zprávy o laboratorním měření.
Zkouška z předmětu je písemná a ústní. V písemné části zkoušky
student řeší dva příklady po dobu šedesáti minut. V ústní části
zkoušky student odpovídá na dvě otázky, které si vytáhl. Výsledná
známka je průměr známek z písemné a ústní části zkoušky s tím, že
pokud v písemné nebo ústní části v jedné z otázek nevyhověl, je
celkový výsledek zkoušky nevyhovující.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 4 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  12 × 2 hod. povinná                  
    Laboratorní cvičení  2 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod, aerodyn. síly, souřadné soustavy, koef. aerodynamických sil
2. Zákon zachov. hmotnosti a hybnosti, r. kontinuity a Eulerova, MSA
3. Bernoulliho dif. r., r. energie, Bernoulliho integrály,Laval.dýza
4. Ideální 2D proudění, princip skládání proudění, válec s cirkulací
5. Konformní transformace obtékání kruhového válce na profil
6. Základy vířivého proudění. Reálné proudění s vlivem tření
7. Mezní vrstvy, LMV, TrMV, TMV, odtržení mezní vrstvy
8. Vliv mezní vrstvy na profilové char. Technické aplikace profilů
9. Křídlo konečného rozpětí, vznik indukov. odporu, polára křídla
10.Stlačitelné ideální 2D proudění. Linearizace PDR. Machovo číslo
11.Nadzv. expanze a komprese, rázové vlny (RV),polární grafy pro RV
12.Řešení obtékání profilů a křídel v podzvukové a nadzvukové oblasti
13.MV s vlivem stlač., teplota povrchu těles, interakce MV s RV
14.Aerodyn.koef.profilů a křídel v rozsahu od nestlač.po nadzv. M.č.
    Cvičení odborného základu 1. Aerodynamické koef., přepočet výsledků měření z modelu na dílo
2. Mezinárodní standardní atmosféra
3. Nestlačitelné proudění podél proudnice, měření rychlosti proudu
4. Stlač.1D proudění. Raketový motor, proudění plynu v dýzach
5. Zdroj v nerozrušeném proudu, grafické řešení
6. Žukovského profily, rozložení rychlosti a tlaku po profilu
7. Rozložení rychlosti a tlaku v potenciálním víru
8. Přibližné metody řešení obtékání po profilu, metoda NACA
10. Výpočet základních tlouštěk mezních vrstev na rovné desce
12.Přepočet souč.tlaku v podzvukové oblasti metodou Prandtla-Glauerta
13.Řešení nadzv.hran expanzních a kompresních, použití rázové poláry
14.Výpočet teploty povrchu tělesa v nadzvukovém proudu
    Laboratorní cvičení 9. Měření rozložení tlaku po povrchu profilu v aerodynamickém tunelu.
11.Měření odporu tělesa sondováním úplavu za tělesem.
Literatura - doporučená:
1. J. D. Anderson, jr.: Fundamentals of Aerodynamics, , 0
1. Doc. Ing. Ján Citavý: Mezní vrstvy, , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Letadlová technika 03 Letadlová technika-provoz letadel zá,zk 6 Povinný 2 1 Z
M2301-5 prezenční studium Letadlová technika 01 Letadlová technika-stavba letadel zá,zk 6 Povinný 2 1 Z