Vingeaerodynamik
Øvelsen tager dig igennem grundlæggende teori for aerodynamik. Du skal lave en øvelse i en vindtunnel, og kommer til at arbejde med Bernoulli's ligning og numerisk integration (trapez).
Hvad går øvelsen ud på?
Et vingeprofils aerodynamiske egenskaber kan bedst bestemmes i en vindtunnel.
I denne øvelse skal du montere en todimensional model af en vinge i en kraftmåler inde i vindtunnelen, sådan at du kan bestemme vingens opdrift og modstand når luften omkring vingen har forskellige hastigheder og indfaldsvinkler.
Hvordan foregår øvelsen?
I denne øvelse skal du bruge en vindtunnel til at undersøge en todimensional vinges egenskaber for opdrift og modstand, når luften omkring vingen har forskellige hastigheder og indfaldsvinkler.
Du får en gennemgang af, hvordan vindtunnellen virker, inden du sammen med de andre elever skal arbejde med vindtunnellen.
Undervejs skal du bestemme/måle forskellige karakteristiske tryk (statisk, stagnations, atmosfærisk, etc.), som du skal bruge i beregningerne af vindhastigheden i tunnellen.
Hvilke faciliteter kommer du til at bruge?
Øvelsen foregår i laboratoriet for Fluid Mekanik. Her skal du arbejde med en vindtunnel, der måler HxBxL=50cm x 75cm x 200cm med en hastighed op til 40m/s.
Du skal også bruge trykmåleudstyr til at måle trykfordelinger på vingen.
Tilmeldingen til SRP-øvelser åbner
Øvelsen giver forståelse for aerodynamiske kræfter, lift og drag. Hvordan holdes en flyver oppe, hvordan driver vinden en vindmølle, hvor stor er luftmodstanden på en bil eller en cykelrytter?
Øvelsen strækker sig over en dag (kl. 9-15 eller efter aftale).
Programmet består af en teoretisk introduktion til aerodynamikkens fysiske og matematiske begreber, dvs. grundlæggende definitioner gennemgås (lift, drag, hastighed, tryk) samt strømningstyper som vingeprofilet oplever (vedhæftet, stall, separation, transition, in-viskos strømning, etc.).
Fluidens dvs. luftens fysiske karakteristika omtales (viskositet og densitet) og en række dimensionsløse tal introduceres (Reynoldtal, Mach tal, lift og drag koefficienter).
Du får en gennemgang af, hvordan vindtunnellen virker, inden du skal arbejde med vindtunnellen.
Undervejs skal du bestemme forskellige karakteristiske tryk (statisk, stagnations, atmosfærisk, etc.), som du skal bruge i beregningerne af vindhastigheden.
Efterfølgende skal vi i laboratoriet og lave en vindtunnel-øvelse hvor vi skal måle forskellige tryk i vindtunnelen og kræfter på en vinge.
Efter vindtunnel-øvelsen er gennemført, modtager alle måledata for trykfordeling omkring vingen ved forskellige vindhastigheder og indfaldsvinkler.
Måledata skal bl.a. bruges til at finde de samlede kræfter, der virker på vingen.
Forslag til litteratur, du kan bruge i din opgave og som baggrund for øvelsen:
- wikipedia.org/wiki/Aerodynamics
- wikipedia.org/wiki/Lift_(force)
- wikipedia.org/wiki/Drag_(physics)
- wikipedia.org/wiki/Wind_tunnel
- wikipedia.org/wiki/Wind_turbine
- wikipedia.org/wiki/Wind_turbine_aerodynamics
Endvidere kan du på folkebiblioteket finde bøger på dansk om aerodynamik, svævefly, vindmøller, etc. som er en fin introduktion til feltet.
NB: Når du har tilmeldt dig, vil du få besked, hvis der er litteratur, du skal læse som forberedelse til øvelsen.
Relevante gymnasiefag
- Fysik: Aerodynamik er fysik
- Matematik: Aerodynamik modeleres matematisk
- Teknologi: Fly, vindmøller, racerbiler
Kan kombineres med:
- Matematik
- Fysik
- Historie
- Teknologi
Faglige nøgleord
- Aerodynamik
- Fluid mekanik
- Vind tunnel
- Tryk
- Bernoulli
