Akademický rok 2022/2023 |
Garant: | Ing. Robert Popela, Ph.D. | |||
Garantující pracoviště: | LÚ | |||
Jazyk výuky: | angličtina | |||
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 obtékáním těles-vnější aerodynamika a problémy proudění uvnitř strojů-vnitřní aerodynamika. | ||||
Prerekvizity: | ||||
Znalosti z matematiky (derivování, integrování, diferenciální rovnice). Základní znalosti z fyziky ,statiky a dynamiky. Znalosti termomechaniky a hydromechaniky (proudění) | ||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
Obecné základy aerodynamiky - Atmosféra a její vlastnosti, vlastnosti tekutin, základní zákony mechaniky tekutin (stručné opakování) - kinematika tekutin, dynamika tekutin, viskózní efekty (stavová rovnice, rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice, Eulerovy a Navier-Stokesovy rovnice). Profil a jeho aerodynamické charakteristiky - Vznik aerodynamických sil – fyzikální princip, aerodynamické síly působící na těleso v proudu vzduchu a jejich matematický popis, součinitelé sil a momentů, podobnostní čísla, - teorém, letecký profil. Křídlo a jeho aerodynamické charakteristiky - Profil křídla, vývoj profilů a jejich klasifikace, požadavky na profil křídla, jeho aerodynamické vlastnosti, pevnostně konstrukční, provozní a výrobní požadavky. Vztlaková mechanizace. Křídlo konečného rozpětí - Rozložení vztlaku po rozpětí křídla, indukovaný odpor, vztlak, odpor a moment křídla konečného rozpětí. Aerodynamické charakteristiky letounu - Stabilita a působící síly, vliv trupu a na rozložení vztlaku, vztlaková, odporová, momentová čára a polára letounu, pohonná skupina a její vliv na aerodynamické charakteristiky letounu, aerodynamický výpočet letounu. | ||||
Metody vyučování: | ||||
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Výuka je doplněna laboratorním cvičením. | ||||
Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
Účast ve cvičeních a laboratorních cvičeních je povinná. Účast na přednáškách není povinná. Student získá zápočet z předmětu když do konce zkouškového období za zimní semestr splní :- má větší účast ve cvičeních než 11 ze 14, - správně vypracuje a odevzdá domácí práce zadané během semestru, - správně vypracuje a odevzdá zprávy o laboratorním měření, - dopočítá doma všechny příklady, které ve cvičení nedořešil. Zkouška z předmětu je písemná a ústní. V písemné části zkoušky student řeší 2 příklady po dobu 60 minut. V ústní části zkoušky student odpovídá na 2 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: | ||||
Je-li účast ve cvičení nižší než 11 ze 14 student doloží, že vyřešil všechny příklady ze cvičení kdy chyběl. Je-li účast ve cvičeních nižší než 50 % student výuku individuálně nahrazuje. | ||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 13 × 4 hod. | nepovinná | ||
Laboratorní cvičení | 2 × 1 hod. | povinná | ||
Cvičení | 11 × 1 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | 1. Obecná aerodynamika 1.1 Atmosféra a její vlastnosti 1.2 Vlastnosti tekutin 1.3 Základní zákony mechaniky tekutin (stručné opakování) - kinematika tekutin - dynamika tekutin - viskózní efekty 2. Profil a jeho aerodynamické charakteristiky 2.1 Vznik aerodynamických sil – fyzikální princip 2.2 Aerodynamické síly působící na těleso v proudu vzduchu a jejich matematický popis 2.3 Letecký profil – geometrické charakteristiky 3. Křídlo a jeho aerodynamické charakteristiky 3.1 Profil křídla 3.2 Vývoj profilů a jejich klasifikace 3.3 Požadavky na profil křídla 3.3.1 Aerodynamické vlastnosti 3.3.2 Provozní a výrobní charakteristiky 3.3.3 Pevnostně konstrukční charakteristiky 3.4 Křídlo konečného rozpětí 3.4.1 Rozložení vztlaku po rozpětí křídla 3.4.2 Indukovaný odpor 3.4.3 Vztlak, odpor a moment křídla konečného rozpětí 4. Aerodynamické charakteristiky letounu 4.1 Stabilita a působící síly 4.2 Vliv trupu a na rozložení vztlaku 4.3 Vztlaková, odporová, momentová čára a polára letounu 4.4 Pohonná skupina a její vliv na aerodynamické charakteristiky letounu 4.4 Aerodynamický výpočet letounu |
|||
Laboratorní cvičení | 1. Měření rozložení tlaku po povrchu profilu v aerodynamickém tunelu 2. Součinitel vztlaku z rozložení součinitele tlaku po profilu |
|||
Cvičení | 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. Žukovského transformace a profily 6. Rozložení rychlosti a tlaku v potenciálním víru 7. Přibližné metody řešení obtékání po profilu 8. Výpočet základních tlouštěk mezních vrstev na rovné desce 9. Přepočet souč. tlaku v podzvukové oblasti metodou Prandtla-Glauerta 10. Křídlo konečného rozpětí, složky rozložení vztlaku, vliv kroucení křídla 11. Panelové metody při řešení profilu a křídla |
|||
Literatura - základní: | ||||
1. Houghton E. L., Carpenter P. W., Aerodynamics for Engineering Students | ||||
2. Bertin J. John, Aerodynamics for Engineers, Prentice Hall, 2002 | ||||
Literatura - doporučená: | ||||
1. J. D. Anderson, jr.: Fundamentals of Aerodynamics, , 0 | ||||
2. Bertin J. John, Aerodynamics for Engineers, Prentice Hall, 2002 |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
CŽV | prezenční studium | CZV Základy strojního inženýrství | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 1 | 1 | Z |
M2E-A | prezenční studium | M-IND Industrial Engineering | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 2 | 1 | Z |
N-AST-A | prezenční studium | --- bez specializace | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 2 | 1 | Z |
N-ENG-Z | příjezd na krátkodobý studijní pobyt | --- bez specializace | -- | zá,zk | 6 | Volitelný | 2 | 1 | Z |
N-LKT-P | prezenční studium | STL Stavba letadel | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 2 | 1 | Z |
N-LKT-P | prezenční studium | TLT Technologie provozu letadlové a letištní techniky | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 2 | 1 | Z |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile