Detail předmětu

Aerodynamika II

FSI-OA2Ak. rok: 2020/2021

Vliv stlačitelnosti vzduchu - Zákony mechaniky tekutin pro stlačitelnou tekutinu (stavová rovnice, rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice, Eulerovy a Navier-Stokesovy rovnice), vliv stlačitelnosti vzduchu na aerodynamické vlastnosti profilů, vliv stlačitelnosti na charakteristiky křídla, vliv stlačitelnosti na charakteristiky letounu. Specifika transsonického a supersonického letu a jejich řešení. Výpočetní metody v aplikované aerodynamice - panelové metody – 2D a 3D metoda okrajových prvků, teoretický popis, aplikace, CFD metody – MKD, MKO v 1D, 2D a 3D, teoretický popis, přehled aplikací, komerční software, praktické cvičení. Aerodynamická optimalizace letounu - nástroje, optimalizační metody, multidisciplinární optimalizace.

Garant předmětu

Zajišťuje ústav

Výsledky učení předmětu

Absolventi kurzu se naučí řešit stlačitelné podzvukové a nadzvukové obtékání profilů a křídel, dále proudění v kanálech, dýzách a potrubí.

Prerekvizity

Základní znalosti z matematiky, derivování, integrování, obyčejné diferenciální rovnice a parciální diferenciální rovnice. Základní znalosti z fyziky a mechaniky, statika a dynamika. Základní znalosti z termomechaniky, 1. a 2. zákon termomechaniky. Základy proudění, rovnice kontinuity a Bernoulliho rovnice. Zkouška z předmětu Aerodynamika I.

Doporučená nebo povinná literatura

Bertin J. John, Aerodynamics for Engineers, Prentice Hall, 2002
J. D. Anderson, jr.: Fundamentals of Aerodynamics, , 0
Prof. Václav Brož: Aerodynamika VR, , 0
Bertin J. John, Aerodynamics for Engineers, Prentice Hall, 2002

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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 v případě nejasností v písemných odpovědích i ústní. V písemné části zkoušky student odpovídá na 5 otázek po 10-ti bodech a dále řeší 2 příklady, každý za 20 bodů. Minimální počet bodů pro absolvování zkoušky je 45. V ústní části zkoušky student odpovídá na doplňující otázky ke svým výsledkům z testu.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Cílem kurzu je prohloubit a rozšířit znalosti získané v kurzu Aerodynamika I o případy proudění v podzvukové, transonické a nadzvukové oblasti vnějšího proudění, včetně proudění v kanálech a potrubí. Dále získá základní znalosti o numerických metodách a CFD.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Je-li účast ve cvičení a laboratorním cvičení nižší než 10 ze 13 student týdnů výuky student prokáže, že vypracoval všechny příklady ze cvičení kdy chyběl. Je-li účast ve cvičení nížší než 50 % student individuálně nahrazuje zameškaná cvičení.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-LKT-P magisterský navazující

    specializace STL , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Vliv stlačitelnosti vzduchu
1.1 Zákony mechaniky tekutin pro stlačitelnou tekutinu
1.2 Vliv stlačitelnosti vzduchu na aerodynamické vlastnosti profilů
1.3 Vliv stlačitelnosti na charakteristiky křídla
1.4 Vliv stlačitelnosti na charakteristiky letounu
1.5 Specifika transsonického a supersonického letu – vybrané kapitoly
2. Výpočetní metody v aplikované aerodynamice
2.1 panelové metody – 2D a 3D BEM, teoretický popis, aplikace
2.2 CFD metody – MKD, MKO v 1D, 2D a 3D, teoretický popis, přehled aplikací, komerční software, praktické cvičení
3. Aerodynamická optimalizace letounu
3.1 nástroje, optimalizační metody
3.2 multidisciplinární optimalizace

Laboratorní cvičení

2 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Měření výtoku z nadzvukové Lavalovy dýzy.

Cvičení

11 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Přepočet aerodynamických charakteristik profilů v podzvukové oblasti.
Využití hodografické transformace.
Porovnání základních metod přepočtu.
Nadzvukové hrany expanzní a kompresní linearizovaně.
Odrazy nadzvukových charakteristik od pevné stěny a volného rozhraní.
Interakce expanzních a kompresních charakteristik.
Spojitá nadzvuková expanze na velké hraně.
Rázové vlny na kompresní hraně.
Odrazy a interakce spojité expanze a rázových vln.
Obtékání profilu křídla metodami CFD, XFOIL.
Obtékání letounu metodami CFD, příprava dat, FLUENT.
Vyhodnocení získaných výsledků, přesnost.