Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical analysis of aerodynamic characteristics of a of high-speed car with movable bodywork elements

Janson T., Piechna J.

Archive of Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. LXII, nr 4

451--476

EN

This paper presents the results of numerical analysis of aerodynamic characteristics of a sports car equipped with movable aerodynamic elements. The effects of size, shape, position, angle of inclination of the moving flaps on the aerodynamic downforce and aerodynamic drag forces acting on the vehicle were investigated. The calculations were performed with the help of the ANSYS-Fluent CFD software. The transient flow of incompressible fluid around the car body with moving flaps, with modeled turbulence (model Spalart-Allmaras or SAS), was simulated. The paper presents examples of effective flap configuration, and the example of configuration which does not generate aerodynamic downforce. One compares the change in the forces generated at different angles of flap opening, pressure distribution, and visualization of streamlines around the body. There are shown the physical reasons for the observed abnormal characteristics of some flap configurations. The results of calculations are presented in the form of pressure contours, pathlines, and force changes in the function of the angle of flap rotation. There is also presented estimated practical suitability of particular flap configurations for controlling the high-speed car stability and performance.

PL

W pracy przedstawiono wyniki numerycznej analizy charakterystyk aerodynamicznych szybkiego samochodu wyposażonego w ruchome elementy aerodynamiczne – klapy. Badano wpływ wielkości, kształtu, położenia, kąta nachylenia ruchomych klap, na docisk aerodynamiczny pojazdu i siły oporu aerodynamicznego. Obliczenia wykonano za pomocą oprogramowania CFD ANSYS-Fluent. Analizowano nieustalony przepływ płynu nieściśliwego z modelowanym wpływem turbulencji (model Spalarta-Allmarasa lub SAS), wokół nadwozia, podczas ruchu klapy. Wyniki obliczeń przedstawiono w postaci rozkładów ciśnienia, przebiegu linii prądu, zmian sił w funkcji kąta obrotu klapy. Analizowano zarówno wielkości sił aerodynamicznych powstających na nadwoziu z klapami jak i przyczyny ich powstawania. Pokazano przykłady skutecznych konfiguracji klap jak i przykłady konfiguracji nie generujących aerodynamicznej siły docisku. Przedstawiono porównanie zmian sił występujących przy różnych kątach otwarcia klap, rozkłady ciśnień, wizualizacje przepływu wokół nadwozia. Przedstawiono fizyczne przyczyny obserwowanych nietypowych charakterystyk działania klap. Oszacowano praktyczną przydatność poszczególnych rozwiązań do kontroli stabilności szybkiego samochodu.

2

Wyznaczenie nieustalonego przepływu laminarnego cieczy lepkiej w przewodach prostoosiowych o dowolnym kształcie przekroju poprzecznego przy wykorzystaniu metody MEB

Teleszewski T. J.

Symulacja w Badaniach i Rozwoju

|

2013

|

Vol. 4, nr 4

213--220

PL

W publikacji przedstawiono algorytm metody elementów brzegowych nieustalonego przepływu laminarnego cieczy lepkiej w przewodach prostoosiowych o dowolnym kształcie przekroju poprzecznego. Weryfikacja metody elementów brzegowych została wykonana poprzez porównanie rezultatów obliczeń MEB ze znanym rozwiązaniem analitycznym w postaci rozbiegu hydraulicznego w przewodzie o przekroju kołowym. W publikacji wykonano przykładowe symulacje przepływów niestacjonarnych, dla których nie są znane rozwiązania analityczne. W celu wykonania walidacji metody oraz symulacji napisano autorski program obliczeniowy VISCOUS UNSTEADY FLOW DUCT w języku Fortran.

EN

The paper presents the numerical application Boundary Element Method to calculate unsteady flows in a duct with arbitrary cross-section. The efficiency and the credibility of proposed algorithm were verified by numerical tests. This algorithm can be used to calculate unsteady flows in a duct with arbitrary cross-section e.g. starting flow in a duct. Numerical examples are presented. The computer program VISCOUS UNSTEADY FLOW DUCT was written in Fortran programming languages.

3

Improvements in the turbo-engine by replacement of conventional combustion chamber by a pulse combustion chamber

Łapiński D, Piechna J.

Archive of Mechanical Engineering

|

2013

|

Vol. LX, nr 4

495--508

EN

This paper comprises description of the turbo engine and evaluation of its analytical model. The analytical model was created to establish a benchmark for further evaluation of a wave rotor combustor (at constant volume). The wave rotor combustor concept was presented and discussed. Advantages of combustion at constant volume were described as well as the basic turbo engine updates required to reflect pulse combustor application. The calculation results for analytical model of a basic engine, and that equipped with pulse combustor are included in this paper. The paper describes the required changes in the engine structure and construction and the estimated thermodynamic improvements. Axial-type pulse multi-chamber combustion unit increasing the pressure and temperature of gases requires a special additional turbine utilizing additional energy and forming the interface between the standard compressor-turbine unit. Performance calculations done for an existing GTD-350 engine showed that constant-volume combustion process is valuable.

PL

W pracy przedstawiono opis silnika turbinowego i jego termodynamicznych modeli analitycznych. Model analityczny został stworzony w celu oceny wpływu pulsacyjnej komory spalania o spalaniu przy stałej objętości na parametry pracy silnika. Przedstawiono i omówiono koncepcje wirnika falowego z pulsacyjnymi komorami spalania. Opisano zalety spalania w stałej objętości, a także omówiono wymagane zmiany w konstrukcji silników turbinowych, konieczne przy wykorzystaniu spalania przy stałej objętości. Porównano modele termodynamiczne silnika w wersji podstawowej i wyposażonej w pulsacyjną komorę spalania. Artykuł opisuje niezbędne zmiany w strukturze silnika oraz jego budowie i szacuje zmiany jego podstawowych parametrów. Osiowy typ wielokomorowego urządzenia które w sposób pulsacyjny zwiększa ciśnienie i temperaturę gazów wymaga specjalnej dodatkowej turbiny. Wykorzystanie dodatkowej energii wymaga ukształtowania współpracy pulsacyjnej komory spalania ze standardowym układem sprężarka-turbina. Obliczenia przeprowadzone dla istniejącego silnika GTD-350 wykazały, ze zastosowanie procesu spalania w stałej objętości podnosi moc i sprawność silnika.

4

Numerical analysis of modified FanWing concept

Kurec K., Piechna J.

Archive of Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. LVI, nr 4

325-347

EN

Modification of the FanWing concept intended for the use at higher speeds of flight (over 20 m/s) is numerically analyzed. The principle of operation, basic aerodynamic characteristics, and the features in untypical flight situation (autorotation) are described and explained.

PL

W pracy przedstawiono koncepcję modyfikacji skrzydła wentylatorowego przeznaczonego do lotów z większymi prędkościami (ponad 20 m/s) niż oryginalne skrzydło wentylatorowe. Wykorzystując program Fluent dokonano symulacji opływu skrzydła dla kilku konfiguracji geometrycznych, szeregu prędkości obrotowych wirnika i prędkości lotu. Przedstawiono i przeanalizowano podstawowe charakterystyki aerodynamiczne skrzydła. Wskazano zarówno na zalety rozwiązania jak i jego słabe strony. Analizy zachowania skrzydła zilustrowano szeregiem rozkładów ciśnień jak też wykresów nieustalonych sił aerodynamicznych. Zasugerowano dalsze kierunki badań.

5

Numerical study of the wave disk micro-engine operation.

Piechna J.R.

Archive of Mechanical Engineering

|

2006

|

Vol. LIII, nr 1

49-71

EN

In the proposed solution, the wave disk plays the role of an active compression-decompression unit and torque generator. Appropriate port geometry with oblique blades forming the disk channels generates torque. The engine disk rotates with a speed much lower than the conventional turbo-unit that simplifies the bearing problem. Also, the construction of electric generator can be simpler. The paper presents the proposed flow schemes, thermodynamic cycle, exemplary engine construction and some results of simulation of the MEMS wave engine using the wave disk.

PL

W pracy przedstawiono ideę, konstrukcję, model numeryczny oraz wyniki numerycznej symulacji pracy mikro-silnika wykorzystującego w zasadzie swojej pracy efekty nieustalonego przepływu gazu. Pokazano pierwsze praktyczne wykorzystanie idei dysków falowych w konstrukcji mikro-silnika falowego. Przedstawiono schemat przepływu powietrza i gazów spalinowych przez ruchome i nieruchome kanały silnika. Pokazano schemat procesów falowych występujących w silniku oraz ich powiązanie z parametrami stanu (ciśnieniami i prędkościami) na płaszczyźnie stanu. Przedstawiono wyniki numerycznej symulacji pracy silnika w postaci rozkładów ciśnienia, prędkości i temperatur w poszczególnych obszarach przepływu w mikro-silniku. Przedstawiono obszar potencjalnych zmian parametrów pracy silnika (strumienia ciepła i prędkości obrotowych dysku) określających stabilną pracę silnika. Oszacowano sprawność silnika o omawianej konstrukcji.

6

Unsteady liquid flows in bioreactors

Wierzcholski K.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 23

433-438

EN

The aim and new element of presented paper is the description of cartilage cultivation in the scaffold inside bioreactor under hydrodynamic, unsteady, viscoelastic, non-Newtonian flow of nutrient fluid in the thin layer around the tissue surface. Stress- strain dependencies for the non-Newtonian viscoelastic, nutrition media in unsteady flow are described by the Ericksen-Rivlin dependencies.

PL

Celem oraz nowym elementem niniejszej pracy jest opis hodowli chrząstki stawowej w bioreaktorze podczas hydrodynamicznego, niestacjonarnego, laminarnego opływu powierzchni tkanki na rusztowaniu bioreaktora, lepką, biologiczną, nie newtonowską cieczą odżywczą w warstwie przyściennej. Zależności pomiędzy naprężeniami a odkształceniami dla nie Newtonowskiej lepkosprężystej cieczy odżywczej w ruchu nieustalonym zostały opisane zależnościami Rivlina-Ericksena.

7

A two-dimensional vortex model for vertical axis wind turbines

Dumitrescu H., Cardos V.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2002

|

Vol. 7, no 4

1173-1187

EN

The present paper compares the aerodynamic loads predicted by a vortex model with wind tunnel measurements for a straight-bladed Darrieus rotor. A computation unsteady discrete-vortex method, based on lifting line theory and a free vortex wake model, is used. Thus the wake is composed of shedding spanwise discrete vortices, whose strengths are equal to the change in the bound vortex strength as dictated by Kelvin's theorem and performance parameters are calculated by application of the Biot-Savart law along with the Kutta-Joukovski theorem. The popular Beddoes-Leishman dynamic-stall model is incorporated in the method and a better approach is obtained. The transient normal and tangential-force coefficients predicted with dynamic-stall effects are compared with wind tunnel data for one and two NACA 0018 straight-bladed rotors. The results are given for a rotor with a large solidity (chord-to-radius of 0.20) at two tip-speed ratios ('lambda' = 1.5 and 3.0) and at a low Reynolds number of 3.8*104. The comparisons between experimental data and theoretical results show the predictions by the marching-vortex method to be more accurate than those estimated by a code based on streamtube theory.

8

Two computation methods for oscillatory airfoils

Dumitrescu H., Cardos V.

Applied Mechanics and Engineering

|

2000

|

Vol. 5, no 3

593-611

EN

Two commonly used methods for predicting unsteady airloads are: 1) the panel method based on the surface distribution of singularity elements and 2) the indicial method for unsteady problems governed by the linearized partial differential equation and linearized boundary conditions. The panel method considered here involves a piecewise linear continuous distribution of singularities (sources and doublets) over the airfoil surface. Since the linearity assumptions of the indicial method do not allow for variations in the form of the chordwise pressure, this approach seems to be more economical from the computational point of view. The present study is aimed at the systematic assessment of the two approaches by considering a number of unsteady two-dimensional flows. Good agreement was found with measured airloads data for the two methods.