1. No category

Institutionen fo
¨r Energivetenskaper
MMVN01
Aerodynamik och kompressibel str¨
omning
7.5 hp
Kursinformation 2015
Str¨
omning kring en cylinder, diameter 20 mm, Re = 5 × 103 , r¨okslingor i luft.
januari 2015
Syfte
Kursen syftar till f¨ordjupade kunskaper och f¨ardigheter inom aerodynamik och kompressibel
str¨omning, samt en generellt ¨okad f¨orst˚
aelse f¨or aerodynamisk utformning av omstr¨ommade
kroppar, speciellt vingar och andra b¨arande ytor.
M˚
al
F¨or godk¨and kurs skall studenten kunna
• definiera och/eller klarg¨ora kortfattat vissa grundl¨aggande och mer avancerade begrepp och fenomen inom aerodynamik och kompressibel str¨omning, exempelvis tryckcentrum, cirkulation, hastighetspotential, Kutta-Joukowskis lyftkraftsteorem, virvelskikt, kordalinje, von K´arm´ans loglag, gr¨ansskiktsavl¨osning, Machvinkel och kompressionsst¨ot
• f¨orst˚
a generellt och redovisa i viss detalj ett antal grundl¨aggande och mer avancerade str¨omningssamband, exempelvis Lanchester-Prandtls lyftlinjeteori och PrandtlMeyers teori f¨or sneda st¨otar och expansionsv˚
agor
• f¨orst˚
a uppkomsten av str¨omningsf¨orluster och str¨omningsrelaterade krafter vid teknisk
aerodynamisk utformning
• bed¨oma rimlighet och noggrannhet avseende ing˚
angsdata och ber¨aknade resultat
• genomf¨ora element¨ar analys av lamin¨ara och turbulenta gr¨ansskikt, str¨omningsmotst˚
and och lyftkrafter p˚
a omstr¨ommade kroppar, samt en- och tv˚
adimensionell kompressibel str¨omning
• genomf¨ora detaljerad str¨omningsteknisk analys av subsonisk och supersonisk str¨omning kring b¨arande ytor (vingar) och kompressibel str¨omning i r¨or och munstycken
• kommunicera muntligt och skriftligt med kursens l¨arare och ¨ovriga kursdeltagare avseende grundl¨aggande str¨omningsm¨assiga fenomen och problemst¨allningar
Kurslitteratur
Anderson Jr., J. D.: Fundamentals of Aerodynamics, 5th Edition in SI Units, McGraw-Hill,
2011. Kompletterande material finns tillg¨angligt p˚
a kursens hemsida (se nedan).
Inneh˚
all
Introduktion till aerodynamik inkl. repetition av tidigare k¨anda begrepp; plan inkompressibel potentialstr¨omning; inkompressibel 2D- och 3D-vingteori; introduktion till kompressibel
str¨omning; raka st¨otar; sneda st¨otar och expansionsfanor; kompressibel str¨omning i munstycken och diffusorer; element¨ar kompressibel vingteori (sub- och supersonisk); lamin¨ara
gr¨ansskikt; introduktion till turbulens; turbulenta gr¨ansskikt.
Obligatoriska kursmoment
(a1) tv˚
a laborationer, (a2) obligatoriska hemuppgifter, (a3) teoriprov, (a4) grupparbete.
Moment (a2), (a3) och (a4) a¨r po¨anggivande f¨or o¨verbetyg (se nedan).
Frivilliga kursmoment
(b1) f¨orel¨asningar och r¨aknestugor; schemalagda, l¨asvecka 1–5, (b2) extra hemuppgifter.
Moment (b2) ¨ar po¨anggivande f¨or ¨overbetyg (se nedan).
Laborationer
(L1) m¨atning av krafter och tryck p˚
a omstr¨ommade kroppar (4 tim)
(L2) introduktion till varmtr˚
adsanemometri samt vakm¨atningar (2 tim)
1
Hemuppgifter
L¨osningar l¨aggs i ¨ovre plastfacket utanf¨or rum 5125 (v˚
aning 5, norra delen; Norberg), eller
l¨amnas till kursens l¨arare. L¨osningar skall vara v¨al strukturerade med tydligt angivna approximationer och/eller antaganden. I f¨orekommande fall inkluderas schematiska men tydliga
figurer/skisser. K¨allor f¨or ¨amnesdata skall anges. Namn anges tydligt. Felaktiga eller ofullst¨andiga l¨osningar returneras f¨or korrigering och/eller komplettering; ev. returer placeras
vid sidan av plastfacket ovan.
Teoriprov
Ett teoriprov genomf¨ors i b¨orjan av l¨asvecka 6. Skrivtiden ¨ar 1 timme och 45 minuter (105
minuter); inga hj¨alpmedel f˚
ar anv¨andas. Fr˚
agorna a¨r baserade p˚
a de repetitionsfr˚
agor som a¨r
tillg¨angliga via kursens hemsida. Maximal po¨angsumma vid teoriprovet ¨ar 20; f¨or godk¨ant
kr¨avs minst 8 po¨ang. Teoriprov 2015: tisdag 24 februari, kl. 10:15–12:00, sal M:L1/L2.
Grupparbete
Ett specialomr˚
ade inom aerodynamik skall i grupper om 4–5 personer studeras utifr˚
an anvisat och d¨arefter ev. kompletterat material. Redovisning sker b˚
ade skriftligt och muntligt.
Varje grupp ¨ar ¨aven kritikergrupp f¨or en annan grupp, speciellt avseende den skriftliga
rapporten. Kriterier f¨or bed¨omning finns p˚
a kursens hemsida. Instruktioner f¨or grupparbetet
utdelas separat. Muntlig redovisning sker fredag 6 mars 2015.
Examination
F¨or godk¨and kurs (betyg 3) ska samtliga ovanst˚
aende obligatoriska moment vara avklarade.
F¨or ¨overbetyg anv¨ands f¨oljande formel (godk¨anda moment):
S = T /4 + Na /4 + Nb /2 + G
T ¨ar resultat p˚
a teoriprov (T = 8 − 20); Na och Nb ¨ar antalet godk¨anda obligatoriska
(Na = 0 − 4) och frivilliga (Nb = 0 − 3) uppgiftskombinationer f¨ore utsatt deadline (se
nedan); G ¨ar po¨ang fr˚
an grupparbetet (G = 0.5 − 2.5), baserat p˚
a omd¨ome fr˚
an anvisad
kritikergrupp. Maximalt g¨aller S = 10. Betyg fyra (4) erh˚
alls om 5.0 ≤ S < 7.5; f¨or betyg
fem (5) g¨aller 7.5 ≤ S ≤ 10.
Kursledare och examinator
Kursen leds av Professor Johan Revstedt och Professor Christoffer Norberg; examinator a¨r
Christoffer Norberg.
Fo
asningar, r¨
aknestugor och laborationer
¨rel¨
F¨orel¨asningar ges av Johan och Christoffer, som ¨aven ¨ar resurspersoner vid grupparbetet
och under r¨aknestugor, samt handledare vid laborationer. Docent Lei Wang a¨r handledare
vid laboration 2 samt bist˚
ar vid r¨aknestugor. Doktorand Ali Al Sam bist˚
ar vid r¨aknestugor.
L¨
arare
Ali Al Sam, rum 2128, 046-2224044, Ali.Al [email protected]
Christoffer Norberg, rum 5125, 046-2228606, [email protected]
Johan Revstedt, rum 2129, 046-2224302, [email protected]
Lei Wang, rum 3334, 046-2229283, [email protected]
Information
L¨opande kursinformation, anm¨alningslistor, resultat p˚
a prov, m.m. ansl˚
as p˚
a anslagstavla
i M-husets foaj´e, norra delen (Energivetenskaper); kurssekreterare: Elna Andersson (rum
5114), tel. 046-2220763; hemsida: www.energy.lth.se > Utbildning > Kurser > Maskinteknik
> MMVN01 Aerodynamik och kompressibel str¨omning
2
Kapitelo
¨versikt
Ch. 1 — Inledning, aerodynamik; Ch. 1.13/14 kursivt
Ch. 2 — Grundsamband; Ch. 2.17 utg˚
ar
Ch. 3 — Plan inkompressibel potentialstr¨omning; Ch. 3.19/20 kursivt
Ch. 4 — 2-D inkompressibel vingteori; Ch. 4.10/11/14/15 kursivt
Ch. 5 — 3-D inkompressibel vingteori; Ch. 5.2/7/8 kursivt, Ch. 5.6 utg˚
ar
Ch. 6 — 3D inkompressibel potentialstr¨omning; Ch. 6.1–6.5 utg˚
ar, Ch. 6.6 & 6.7.3 kursivt
Ch. 7 — Inledning, kompressibel str¨omning; Ch. 7.2 kursivt
Ch. 8 — Raka st¨otar
Ch. 9 — Sneda st¨otar och expansionsfanor; Ch. 9.9/11 kursivt, Ch. 9.10 utg˚
ar
Ch. 10 — Kompressibel str¨omning i munstycken och diffusorer; Ch. 10.6 utg˚
ar
Ch. 11 — Subsonisk str. vingprofiler; Ch. 11.10/11/13/14 utg˚
ar, Ch. 11.8/9/12 kursivt
Ch. 12 — Supersonisk str¨omning ¨over vingprofiler; Ch. 12.4 utg˚
ar
Ch. 13 — utg˚
ar
Ch. 14 — utg˚
ar
Ch. 15 — Inledning, visk¨os str¨omning; Ch. 15.5 kursivt
Ch. 16 — utg˚
ar
Ch. 17 — Inledning, gr¨ansskikt
Ch. 18 — Lamin¨ara gr¨ansskikt; Ch. 18.5 kursivt, Ch. 18.6 utg˚
ar
Ch. 19 — Turbulenta gr¨ansskikt; Ch. 19.3 kursivt
Ch. 20 — utg˚
ar
Med kursivt avses avsnitt som genoml¨ases f¨or ¨okad f¨orst˚
aelse alt. orientering, kan ing˚
a vid
probleml¨osning; ing˚
ar ej vid teoriprov.
3
Detaljschema
L¨asvecka
1
Datum
Dag
Tid
19/1 m˚
andag 10–12
20/1
tisdag
13–15
23/1
fredag
13–15
2
26/1 m˚
andag 10–12
27/1
tisdag
13–15
30/1
fredag
13–15
3
2/2
m˚
andag 10–12
3/2
tisdag
13–15
6/2
fredag
13–15
4
9/2
m˚
andag 10–12
10/2
tisdag
13–15
13/2
fredag
13–15
5
16/2 m˚
andag 10–12
17/2
tisdag
13–15
20/2
fredag
13–15
6
24/2
tisdag
10–12
27/2
fredag
13–15
7
6/3
fredag 9:15–12
∗
∗∗
Ch. 1–12, 17–19, Ch. 1–5, 7–12, 19
Aktivitet
F¨orel 1
F¨orel 2
R¨aknestuga
F¨orel 3
F¨orel 4
R¨aknestuga
F¨orel 5
F¨orel 6
R¨aknestuga
F¨orel 7
F¨orel 8
R¨aknestuga
F¨orel 9
F¨orel 10
R¨aknestuga
Teoriprov
R¨aknestuga
Redovisning
Inneh˚
all
Sal
L¨arare
Ch. 1/2
M:Q
JR
Ch. 3
M:Q
CN
Ch. 1–3
M:Q
CN/LW
Ch. 4
M:Q
CN
Ch. 5/6
M:Q
CN
Ch. 4/5
M:Q
LW/AA
Ch. 7/8/10
M:Q
JR
Ch. 9
M:Q
CN
Ch. 7–10
M:Q
JR/AA
Ch. 9/10
M:Q
JR
Ch. 11/12
M:Q
CN
Ch. 10/11/12
M:Q
JR/AA
Ch. 15/17/18
M:Q
CN
Ch. 19+
M:Q
JR
Ch. 19
M:Q
LW/AA
Ch. 1–19∗
M:L1/L2
CN
∗∗
Ch. 1–19
M:Q
JR/AA
Grupparbete
M:D
CN/JR
CN – Christoffer Norberg
JR – Johan Revstedt
LW – Lei Wang
AA – Ali Al Sam
Laborationstider (l¨asvecka 2–6): m˚
andagar 13–17 (lv. 4, 6), tisdagar 15–19 (lv. 2–4), onsdagar 15–19 (lv. 2, 3, 5, 6), torsdagar 10–12 (lv. 5, 6), 13–17 (lv. 2), fredagar 8–12 (lv. 2,
5). Teckningslistor s¨atts upp i l¨asvecka 1 (lab 1) och l¨asvecka 3 (lab 2).
Rekommenderade uppgifter (hemstudier, r¨
aknestugor, . . . )
v.
1
2
3
4
5
Uppgifter
1.3, 1.9, 1.12, 2.5/9, 3.6/7, 3.19
4.10/11/12, 4.14, 5.4/5, 5.6/7
7.8, 8.2, 8.7, 8.10, 8.12, 9.9, 9.12, 9.13(b), 10.1/4/6
10.13, 11.2, 11.3, 11.4, 12.1(b), 12.2(b)
19.1/2
Obligatoriska hemuppgifter (deadline f¨or bonus inom parentes)
5.9/10/11 (2/2), 9.19 & 10.16 (9/2), 12.6/7 (19/2), 19.3/4/5 (26/2)
Frivilliga hemuppgifter (deadline f¨or bonus inom parentes)
9.14 (9/2), 10.9 & 11.7 (19/2), 19.7 (26/2)
CN/JR, 16 januari 2015
4