יום רביעי, 27 במאי 2009

סמינר: סימולציה אווירואלסטית חישובית של תהליך הפריסה של כנפיים מתקפלות

יבגני סליטרניק



עבודת מחקר לקראת תואר מגיסטר
בהנחיית פרופסור מוטי קרפל וד"ר יובל לוי
Computational Aeroelastic Simulation of Wing Unfolding Process


תוצג שיטה חדשה לסימולציה אווירואלסטית מבוססת CFD במשור הזמן לתהליך שנוי הצורה של כלי טייס במהלך טיסתו. מודל כלי הטייס מורכב מאוסף של תת-מבנים המחוברים ביניהם באמצעות נקודות מגע ומפעילים. עקב כוחות המפעילים ועומסים אווירודינמיים ואינרציאליים עובר כלי הטייס שינויי צורה נרחבים. השיטה מבוססת על ההנחה כי תזוזות של כל תת-מבנה מורכבות תזוזות גוף קשיח גדולות ותזוזות אלסטיות קטנות.. התזוזות האלסטיות מחושבות כקומבינציה לינארית של המודים האלסטיים של תת-מבנה, המחושבים כאשר נקודות המנשק עם תת-המבנים האחרים מועמסות במסות פיקטיביות. שילוב המודים של תת-מבנים יחד עם משואות תאימות משתנות בזמן בין תתי-המבנה מביא למערכת משואות תנועה בקואורדינטות מוכללות שמשולבת בתוך קוד ה CFD. רשת החישובים האווירודינמיים נבנית באמצעות שריגי קיימרה המותאמים לכל תת מבנה בנפרד, החישובים נעשים בצעדי זמן דואליים, כשהשריגים נעים עם תתי המבנה ומתעוותים בהתאם לעיוותים האלסטיים, תוך התחשבות בחפיפת הרשתות והגופים. מהלך החישוב מודגם על שתי דוגמאות הכוללות גוף וכנפיים מתקפלות. הסימולציות מתארות תופעות אווירואלסטיות שונות שעוברים כלי-הטייס במהלך שינוי תצורתם.


ההרצאה תתקיים ביום שני ט"ז בסיון תשס"ט (8.6.09)
שעה 13:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה
המשך...

יום ראשון, 24 במאי 2009

סמינר: שדה הזרימה סביב חתכי כנף במספרי ריינולדס שבין 5000 ל-50000

יוסי אלימלך

עבודת מחקר לקראת תואר דוקטור
בהנחיית גיל יוסילבסקי ורימון אריאל

חתכי כנף במספרי ריינולדס של עשרות אלפים מתאפיינים בביצועים אווירודינמיים נחותים לעומת אלו המקובלים במספרי ריינולדס גבוהים יותר. יתירה מזאת, במספרי ריינולדס נמוכים ניצפו תכונות אווירודינמיות "מוזרות" שמקורן, עפ"י הספרות, בהופעת מנגנוני זרימה הקשורים למעבר הזרימה מלמינרית לטורבולנטית (טרנזיציה).
העבודה המוצגת מוקדשת לחקירת שלבי הטרנזיציה סביב חתכי כנף אופיינים תוך שימוש בשיטת מחקר ניסויית-חישובית. ניסוי המחשת זרימה סביב כנף הנמצאת בין לוחות קצה הראה כי ניתן לחלק את תהליך הטרנזיציה למספר שלבים: בשלב הראשון הזרימה דו-מימדית לא תלויה בזמן, בשלב השני הזרימה נותרת דו-מימדית אך הופכת תלויה בזמן באופן מחזורי ובשלב השלישי שדה הזרימה הופך לתלת-מימדי. שני שלבי הטרנזיציה הראשונים בהם שדה הזרימה דו-מימדי נותחו גם באמצעות סימולציות מחשב, אשר התאימו בצורה טובה לתוצאות הניסוי ואיפשרו ביצוע ניתוח כמותי בנוסף למידע האיכותי שהתקבל מהניסוי. מאחר ויכולות החישוב הקיימות כיום לא מאפשרות לבצע חישובים דומים בשלב השלישי של הטרנזיציה בו הזרימה תלת-מימדית, הוא נותח בשתי שיטות ניסוייות: המחשות זרימה ייחודיות על דופן הכנף באמצעות צבע רגיש לטמפרטורה ומדידות כמותיות מקיפות של המהירות המקומית בנפח הזורם מעל הכנף באמצעות חוטי-להט.
תוצאות המחקר הראו כי במספרי ריינולדס של עשרות אלפים שדה הזרימה סביב חלקים נרחבים ממשטח הכנף נשלט ע"י תהליך טרנזיציה, אשר אכן אחראי לתכונות האווירודינמיות ה"מוזרות" שתוארו בספרות.
מסקנת המחקר הינה ששימוש במאפיינים הגיאומטריים המקובלים כיום לחתכי כנף- משטחים חלקים חסרי טקסטורה, אשר הוביל לתכן אמין במספרי ריינולדס גבוהים, לא יהיה מעשי הנדסית במספרי ריינולדס של עשרות אלפים.


ההרצאה תתקיים ביום רביעי י"א בסיוון תשס"ט (3.6.09)
שעה 16:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה


המשך...