áramlástan (bsc) · pdf file/ vizsga : szóbeli vizsga tételsor (a...

1

ÁRAMLÁSTAN TANSZÉKH-1111 Budapest, Bertalan Lajos u. 4-6. „AE” épületwww.ara.bme.hu

Gépészmérnöki KarBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Áramlástan (BSc)BEVEZETŐ ELŐADÁS Dr. Suda Jenő Miklós adjunktus ([email protected])TAVASZI FÉLÉVEKBEN:ELMÉLET: CSÜT 14:15-16:00h K150 (2ó/h)LABOR: CSÜT 16:15-18:00h „Ae” ép. (ptlan heti 2ó/h) csak Ipari termék- és formatervezőknek

Az áramlástan alapjai BMEGEÁTAMK1 Környezetmérnök alapszak (BSc) VBKTantárgy honlap:www.ara.bme.hu / oktatas / tantargy / NEPTUN / BMEGEATAKM1

Áramlástan BMEGEÁTAT01 Ipari termék- és formaterv. alapszak (BSc) GPKTantárgy honlap:www.ara.bme.hu / oktatas / tantargy / NEPTUN / BMEGEATAT01

Áramlástan I. BMEGEÁTAM21 Mechatronikai mérnök alapszak (BSc) GPKTantárgy honlap:www.ara.bme.hu / oktatas / tantargy / NEPTUN / BMEGEATAM21

ÁRAMLÁSTAN TANSZÉKH-1111 Budapest, Bertalan Lajos u. 4-6. „ AE” épület, www.ara.bme.huGépészmérnöki KarBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

TANTÁRGY HONLAPOK:

www.ara.bme.hu / oktatas / tantargy / NEPTUN / BMEGEATAKM1 / 2016-2017-II /www.ara.bme.hu / oktatas / tantargy / NEPTUN / BMEGEATAT01 / 2016-2017-II /www.ara.bme.hu / oktatas / tantargy / NEPTUN / BMEGEATAM21 / 2016-2017-II /

Ezek alkönyvtáraiban:

/ admin : tantárgyi adatlap és követelményrendszer, zh eredmények/ ea : előadás anyagok, gyakorló példatárak zárthelyikhez, megoldással is mint ZH-k/ gyak : -/ labor : csak AT01-nek van labor (méréselőkészítő óra anyaga, mérés ZH, mérési segédletek)/ vizsga : szóbeli vizsga tételsor (a „v” vizsgás AT01, AKM1 tárgyakhoz)

2

ÁRAMLÁSTAN TANSZÉKH-1111 Budapest, Bertalan Lajos u. 4-6. „ AE” épület, www.ara.bme.huGépészmérnöki KarBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

BEVEZETŐ ELŐADÁSDr. Suda Jenő Mikló[email protected]ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK („Ae” épület)

infóÁramlástan Tanszékwww.ara.bme.huH-1114 Budapest, Bertalan Lajos u. 4-6.BME „Ae” épület

TANSZÉK HOLNAPJA FB oldala

3

infóKármán Tódor Szélcsatorna Laboratóriumwww.karman-wtl.com

infó ÁramlástanSzakosztályÁSZO Vezető: Hidegh Gyöngyvér [email protected]éki szervező: Nagy László [email protected]

4

Infó Áramlástan Szakosztály2016.09.08. csüt. 18:00hÁSZO Vezető: Hidegh Gyöngyvér [email protected]éki szervező: Nagy László [email protected]

Infó Áramlástan Szakosztály2016.09.08. csüt. 18:00hÁSZO Vezető: Hidegh Gyöngyvér [email protected]éki szervező: Nagy László [email protected]

NYÍT NAP + TAGTOBORZÓ

2016.09.08. csüt 18h: 1. okt. hét18:00h-19:00h óráig az ÁramlástanTanszéki nagylaborban, két turnusban

- Rövid általános tájékoztató,- Különböző projektek bemutatása- Regisztrációköteles, amihez a jelentkezőűrlapot a GSZK.bme.hu-oldalon találjákmeg!

- Minden érdeklődőt sok szeretettel várunk!

5

…egy szakosztályos mivel foglakozik?- önálló projektek- szélcsatorna tervezés /

mérések- Kutatók Éjszakája

stand tervezés,részvétel

- szakmai rendezvények,kirándulások

- meghívott előadók, pl.:Prof. Lajos Tamás (áramlástan)Prof. Bajnóczy Gábor (műszaki kémia)Bús Edina autóversenyzőKiss Norbert kamionversenyzőBesenyei Péter műrepülő…

infó Áramlástan Szakosztály2016.09.08. csüt. 18hÁSZO Vezető: Hidegh Gyöngyvér [email protected]ÁT szervező: Nagy László [email protected]

NYÍT NAP + TAGTOBORZÓ

6

DEPARTMENT OF FLUID MECHANICSBudapest University of Technology and Economics www.ara.bme.hu

INDUSTRIAL VEHICLE AERODYNAMICS

1934 Institute of Aerodynamics→ 1940’s → 1960’s → 1970’s → 1980’s

1984 → 1985 → 1990’s → 2000’s

132009→ 2010 → 2011 → 2013 → 2015 → 2016

DEPARTMENT OF FLUID MECHANICSBudapest University of Technology and Economics


7

Tanszéki bemutatkozásTÖRTÉNET:1934. József Nádor Műegyetem:

Aerodinamikai Intézet alapítása (ma ezért „Ae” épület)

1938-1941. szélcsatornák építése (német mintára)

1934-1945 Dr. Abody-Anderlik Előd rendes tanár

1950-1972 Dr. Gruber József egyetemi tanár (rektor 1961-1963),

1972-1991 Dr. Szentmártony Tibor professor emeritus

1991-2008 Dr. Lajos Tamás professor emeritus (tankönyv)

2009-től Dr.-habil Vad János egyetemi tanár, MTA doktora

Kármán Tódor

Gruber József

Dr. Abody-Anderlik ElődDés, 1896. nov. 27. - Budapest, 1949. jan. 9.

mérnök, műegyetemi tanár

Tanulmányok:budapesti műegyetem, 1921.1923-tól külföldi ösztöndíjjal hosszabbtanulmányútra ment.1936-tól ny. r. tanáraként megszervezteés felépítette az AerodinamikaiIntézetet.Gyakorlati téren a Légügyi Hivatalmunkatársaként repülőgépek szilárdságivizsgálatával, a gyártás ellenőrzésévelés a gépteljesítményekmegállapításával, elméleti téren pedigkülönösen a repülőgépek dinamikaiigénybevételével, a stabilitás ésigénybevétel kapcsolatával, valamint arepülőgépszárny elméleténekfejlesztésével foglalkozott.1945-46-ban részt vett a háború alattelpusztult intézet újjáépítésében, majd1947-től a mérnökkari mechanikaitanszéket vezette.

WM 23 „Ezüst Nyíl”típusú vadászrepülőgép– vezető tervezőjeSamu Béla volt – 1942-ben lezuhant és ezzel agyártás sorsamegpecsételődött.A légierő vadászgépalaptípusa jó darabig azolasz Re 2000 Héjamaradt.

8

Dr. Gruber JózsefKorompa, 1915. nov. 5. - Bp, 1972. nov. 26.

gépészmérnök, egyetemi tanár

A Műegyetemen végzett, majd 1938-1940 között a Ganz-gyár mérnökevolt. Ezután Abody Előd mellett azaerodinamikai intézet tanársegédevolt. 1947-től egy mérnöki irodábantervezőként dolgozott, majd visszatérta Műegyetemre, 1951-től haláláig azÁramlástan Tanszék vezetője, s1961-1963-ban az egyetem rektora isvolt.Jelentős eredményeket ért el azáramlástechnikai gépekszárnyrácsaiban végbemenőáramlástani folyamatok kutatásaterületén.Eredményeit az ipar a ventillátorok ésaz áramlástechnikai gépekgyártásában hasznosította. Nevéhezfűződött az álló és forgó lapátrácsokközötti áramlás korszerű matematikaieszközökkel történő leírása..

Dr. SzentmártonyTiborprofessor emeritus(Budapest 1925 - Budapest 2016)


Gruber József halálát követően 1972-ben lett aTanszék vezetője.Kutatási területe:ventilátorok és műszaki akusztika.

Ebben az időszakban vezették be a GPK-n- a műszaki akusztika tantárgy (dr. Koscsó G- "alap"-áramlástan oktatásban a hallgatói

mérések kis létszámú csoportokban történőelvégzését.

- Ez a gyakorlat a jelenlegi áramlástanoktatásban is megmaradt: 17 különfélemérőstand áll a hallgatók rendelkezésére.

- ipari porleválasztás, az áramló gázokportartalmának mérése

- Járrműáramlástan: autóbuszok körüliáramlás kutatása a szélcsatorna-méréstechnikára alapozva,

- korszerű talajszimuláció (=futószalag)

!

9

Dr. Lajos Tamásprofessor emeritus

gépészmérnök, egyetemi tanárokl. gépészmérnök, GPK, BME /1963-1968/egyetemi tanár: 1989-tanszékvezető: 1991-2008

Kutatási területek:- keresztáramú ventilátorok- légfüggönyök elmélete- mintavételezéses porkoncentráció mérés- zsákos porszűrők- járműáramlástan (autóbusz körüli, mozgó

talaj szélcsatorna szimulációja,légellenállás csökkentés

- szélcsatorna méréstechnika:épületaerodinamika

- szennyeződések légköri terjedésénekkísérleti vizsgálata

Tanszékvezetése alatt honosodott megaz áramlások numerikus szimulációja(CFD: Computational Fluid Dynamics)a Tanszéken.

4. kiadás 2008ISBN 978 963 066 382 3ingyenes DVD melléklettel

3. kiadás 2004CD melléklettel

2. kiadás 2000

5. kiadás 2015(kismértékben átdolgozott és kibővített kiadás)ISBN 978 963 12 2885 4ingyenes DVD melléklettel

1. kiadás 1992

„Por leválasztása gázokból”egyetemi előadásjegyzet

Dr. Vad Jánosegyetemi tanár, MTA doktoratanszékvezető (2009-)


Dr. habil. (habilitált doktor: 2013)D.Sc. (MTA doktora: 2013)Ph.D. fokozat: 1997okl. gépészmérnök (MSc), GPK, BME /1993/

Kutatási területek:- áramlástechnikai gépek: aerodinamika / -akusztika- áramlástechnikai gépek: 3D áramlás vizsgálata- áramlástechnikai gépek és rendszerek tervezése,üzemeltetése, üzemviteli javítása- korszerű áramlásmérés- lézer-optikai áramlásmérés- elektropneumatikus szabályozott teljesítmény-

átviteli rendszerek modellezése, szimulációja,mérése, AMESim

BME Kultúrhét

CD ROM(2008)

10

Tanszéki bemutatkozásKIS TANSZÉK – JÓ HANGULAT

1 egyetemi tanár, 1 prof.emeritus., 2docens, 7adjunktus,1 tanársegéd, 1 tud.segédmunkatárs, 2 tanszéki mérnök,6 Ph.D.hallgató, 2 gazd. admin, 1 műhely

OKTATÁS: minden szinten: BSc, MSc, PhD, szakképzés,Áramlástan /BSc, MSc/ (17), Áramlástan /egyéb/ (20), évenként ~1600 hallgató,22 féle tantárgyban hallgatói mérések…Nemzetközi kapcsolatok: A, B, D, I, F, UK, USA: Von Kármán Institute for FluidDynamics, Uni - Cranfield, Rome, Karlsruhe, Drezda, Magdeburg, Graz, Siegen,HannoverK+F: kutatás & fejlesztési nyertes pályázatok…100MFt/évIPARI mérnöki szakértői tevékenység:AUDI, MOL, GeneralElectric, Richter, Knorr-Bremse, FORD, SUZUKI, Dunaferr,Visteon, WILO, T-Mobile, Paks, Nokia, DaimlerAG, Siemens, EGI, Cascade Eng.,stb.MÉRÉSTECHNIKA: korszerű méréstechnika (5 szélcsatorna, 2D Lézer DopplerAnemométer, hődrót-szondák, nyomás és sebesség mérése, számítógépes mérés ésjelfeldolgozás)www.karman-wtl.com Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratórium (6 szélcsatorna)SZÁMÍTÓGÉPES SZIMULÁCIÓ:numerikus áramlástan = CFD Computational FluidDynamics szoftverek: ANSYS-Fluent, OpenFoam, Miskam, AmeSim, SoundPlanCFD laboratórium: hallgatói számítógépes laborok (12 fős gépterem + cluster)

Multiphase FlowModelling

Experimental Investigationon Drag Coefficientof Spheres


11


IMPACT FACTOR BAND

CROCKY-YOKIE BAND

MIVEL FOGLALKOZIK AZ ÁRAMLÁSTAN?

Áramlástan = „Folyadékok mechanikája”Fluid Mechanics (Fluid Dynamics)Strömungslehre (Fluidmechanik)

„folyadék” = „fluidum” = „közeg”

(cseppfolyós + légnemű)

Folyadékok tulajdonságai, mozgásának leírásaKiindulás: mechanikai analógia alapján(szilárdságtan, statika, kinematika, dinamika)

„Nincs praktikusabb egy jó elméletnél” (Ludwig Boltzmann)valamint „…elmélet nélkül némán hallgatnak a tények...”

12

ÁRAMLÁSTAN /FLUID DYNAMICS/

Bp „Raiffeisen tornyok”egyedi magasház statika ésszennyezőanyag-terjedés

Bp „József Nádor tér”mélygarázs szellőző kivezetések optimalizálása

Dunaújváros: „M6 Duna-híd”Hídra ható szélterhelés dinamikai vizsgálata

„Nincs praktikusabb egy jó elméletnél”Ludwig Boltzmannvalamint „…elmélet nélkül némán hallgatnak a tények...”

13

DEPARTMENT OF FLUID MECHANICS ÁRAMLÁSTAN TANSZÉKBudapest University of Technology and Economics Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratórium www.karman-wtl.com

ÁRAMLÁSTAN TANSZÉKDEPARTMENT OF FLUID MECHANICS

Budapest University of Technology and EconomicsBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratórium

www.karman-wtl.com

14

ÁRAMLÁSTAN TANSZÉKDEPARTMENT OF FLUID MECHANICS

Budapest University of Technology and EconomicsBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratórium

www.karman-wtl.com



15





16



§ 1934 Aerodinamikai Intézet („AE” épület)§ 1938-1941 szélcsatornák építése§ Vízszintes, recirkulációs légáramú, nyitott

mérőterű Göttingen-típusú szélcsatorna

17

§ ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK BME „Ae” épület H-1111 Budapest Bertalan L. u. 4-6.

§ ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK BME „Ae” épület H-1111 Budapest Bertalan L. u. 4-6.

18

§ Göttingen típusú , recirkulácós, nyitott mérőterű vízszintes áram szélcsatorna

§ Göttingen típusú , recirkulácós, nyitott mérőterű vízszintes áram szélcsatorna

19

DEPARTMENT OF FLUID MECHANICSBudapest University of Technology and Economics www.ara.bme.hu


1980’s ß 1970’s ß 1960’s ß 1940’s ß Institute of Aerodynamics in 1934

2000’s ß 1990’s ß 1985 ß 1984 .

392016 ß 2014 ß 2013 ß 2011 ß 2010 ß 2009 .

20

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2007 „nyitott labor”§ www.kutatokejszakaja.hu§ minden évben egy szeptember végi péntek (18h-éjfélig)§ Csáji Attila fényművész bemutatója „Játék a fénnyel a szélcsatornában”§ Baditz Gyula szobrász „Paracelsus rózsái” (jobb alsó kép)

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2008§ GPK hallgató (Kneifel Csilla) saját motorján§ „onleány” ellenálláserő és teljesítmény mérése

21

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2009§ műlesikló, síugró

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2010§ Magyar Bobcsapat: bob és szánkó szélcsatorna bemutató

22

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2010§ Magyar Bobcsapat: bob és szánkó szélcsatorna bemutató

Gyulai Márton konferál Vizualizáció különböző testhelyzetekben

Concorde modell az NPL szélcsatornában Szabadsugár vizualizáció lézersíkkal

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2011§ Főműsorszám: versenykerékpáros:§ dr. Harsányi Zsuzsanna triatlon, Ironman, Big Man világbajnok 2010, 2011) szélcsatorna

bemutatója

23

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2011§ Egyebek (minden évben): mini standok, viszkoelasztikus „pancsoló”, örvényágyú

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2012§ Főműsorszám idén: gyorskorcsolyázó olimpikonok tesztelése§ MAGYAR ORSZÁGOS KORCSOLYA SZÖVETSÉG www.moksz.hu§ edző: Tarcali Attila

DARÁZS Péter (1985)- kétszeres olimpikon Torino/

Vancouver,- -Európa-bajnoki ezüstérmes- -magyar bajnok

LÓTH Dávid Manó (1986) –magyar bajnok

24

§ 2012-ből videó „PZS Productions”

VIDEO

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2012 (gyorskorcsolya)§ TELJESÍTMÉNY [W] (statikus vizsgálat): P=Ps+Pe

Ps = kb. 5-15% KORCSOLYA ÉLSÚRLÓDÁS veszteségteljesítmény§ „az acél és a jég közötti vízzel nedvesített kapcsolatban a súrlódási erő a

test súlyának csak 1,5%-a” (v.ö. Autókerék aszfalton szárazon: 30%)

Pe = kb. 85-95% TEST LÉGELLENÁLLÁSA§ Fe [N] ellenálláserő = ce · r/2 · v2 · Avet

§ ce [N] ellenállástényező (~ 0.3 – 0.4)§ Avet [m2] test vetület keresztmetszet (poz. függő). (0.4-0.6m2)§ v [m/s] mozgási sebesség (világcsúcstartó átlagsebessége kb. 50km/h§ r [kg/m3] levegő sűrűsége (1.2kg/m3)§ P [W] teljesítmény (P=F · v)

Tömeg Súly m[%]egyenes

m[%]kanyar

Súrl.erőFs[N]

V[km/h] Telj.Ps[W]

Telj.Pe[W]

Össz:P[W]

60kg 600N 0.46 0.59 2.8-3.5 50km/h 38-49 700 ~ 740 W70kg 700N 0.46 0.59 3.2-4.2 50km/h 45-57 700 ~ 750 W80kg 800N 0.46 0.59 3.8-4.8 50km/h 51-66 700 ~ 760 W

25

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2012 (gyorskorcsolya)§ 2014 téli olimpia (gyorskorcsolya)

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2013§ Főműsorszám: BME Formula Racing Team versenyautó online cD mérés

26

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2013 (erőmérő platform)

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2013

27

KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2013DRS: drag reduction system tervezés:Eredmény: Hungaroring-en -1,5s köridő !

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2013§ BME Formula Racing Team autó mérés

28

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2014.09.26. 18h-24h§ Dr. Szente Viktor kollégánk saját motorjával§ „online” aerodinamikai ellenálláserő és veszteség-teljesítmény mérése, + vizualizáció

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2014.09.26. 18h-24h§ Dr. Szente Viktor kollégánk saját motorjával§ „online” aerodinamikai ellenálláserő és veszteség-teljesítmény mérése, + vizualizáció

29

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2015§ 2015.09.25. szeptember utolsó péntek este 18h- 24h§ Főműsorszám: Shell ECO Marathon PROJEKT§ GSZK SHARK TEAM (BME) online szélcsatorna mérés

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2015§ 2015.09.25. szeptember utolsó péntek este 18h- 24h§ Főműsorszám: Shell ECO Marathon PROJEKT§ GSZK SHARK TEAM (BME) online szélcsatorna mérés

PÁLYA

ÁRAMVONAL

NYOMVONAL

30

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2015.09.25. 18h-24h§ BME GSZK „Shark Team”§ „online” aerodinamikai ellenálláserő és veszteség-teljesítmény mérése, + vizualizáció

FULL BURKOLAT NYITOTT KERÉKHÁZÉS UTASTÉRFEDÉL

+KEZEK FELTARTVAMÉRT VÁLTOZATOK

§ RESEARCHER’S NIGHT 2015§ WIND TUNNEL TESTING of racing car

§ „BME GSZK SHARK TEAM” (for SHELL Eco-Marathon)

31

§ RESEARCHER’S NIGHT 2015.09.25. 18h-24h§ BME GSZK „Shark Team” racing car§ „online” measurement of aerodynamic force (only drag)§ Aerodynamic power loss @ flow visulization

CAR BODY WITHFULL COVERING

OPEN WHEEL HOUSE& DRIVER’S ROOF HANDS UP

MEASURED CONFIGURATIONS

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2016§ 2016.09.30. szeptember utolsó péntek este 18h- 24h§ Főműsor:§ REPÜLŐGÉP SZÁRNYSZEGMENS VIZUALIZÁCIÓ§ Szárnyrácsra ható felhajtóerő demonstráció „Miért repül a repülő?”

32



33

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2016§ 2016.09.30. szeptember utolsó péntek este 18h- 24h§ Főműsor:§ REPÜLŐGÉP SZÁRNYSZEGMENS VIZUALIZÁCIÓ

§ Szárnyrácsra ható felhajtóerő demonstráció „Miért repül a repülő?”


34


§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2017§ 2017.09.29. szeptember utolsó péntek este 18h- 24h§ Főműsorszám: MEGLEPETÉS!

?!

35

§ Szélcsatornánk mérőtere


36



37



38



39



40

§ Szélcsatornák máshol….§ google szöveges / kép keresés: eredménye: …..§ „wind tunnel” : ~ 7 millió találat 13 200 000 találat (0,38 másodperc)§ „szélcsatorna”: ~ 25 ezer találat

§ Szélcsatornák máshol….§ google kép keresés: eredménye: …..§ „wind tunnel” : Nagyjából 6 680 000 találat (0,24 másodperc) 13 200 000 találat (0,38 másodperc)§ „szélcsatorna”: Nagyjából 23 700 találat (0,15 másodperc)

41

§ Szélcsatornák máshol….§ google kép keresés: eredménye: …..§ „wind tunnel” : Nagyjából 6 680 000 találat (0,38 másodperc) 13 200 000 találat (0,38 másodperc)§ „szélcsatorna”: Nagyjából 9 740 találat (0,47 másodperc)

§ 1938-1941 szélcsatornáképítése……

§ Függőleges légáramú,recirkulációs, nyitottmérőterű Göttingentípusú szélcsatorna

42

§ NYITOTT MÉRŐTÉRanno…1938-44

§ ZÁRT MÉRŐTÉRanno…1938-44

43

anno…1938-44

anno…1938-44

44

anno…1938-44

anno…1938-44

45

WM 23„EZÜST NYÍL”

1941-1944

anno…~1941

WM 23„EZÜST NYÍL”

1941-1944

46

anno…<1945Német hadiipari megrendelések…….a Luftwaffe személyes

felügyeletével 2. világháborúsrakétafejlesztések (V1-V2)

(fotók nincsenek)

A háború végénviszontbombatalálatotis kapott aszélcsatornakülsőépületszárnya

A háború végén viszont bombatalálatot iskapott a szélcsatorna külsőépületszárnya

47

anno…1945 utánA háború után szovjet hadiipari megrendelések…

... lettek volna, de a tanszékvezető inkábbletagadta, hogy értenének bármiféle ilyenbonyolult áramlástani kérdéshez….

…ami a mai tankönyv 12. fejezeteJ

Így a Tanszék átállt ipari ventilátor fejlesztésre(bányaipar, erőművi ventilátorok, nehézipar,

épületgépészet, stb.)

Minden hallgatói mérés soránvalamilyen ventilátorraláramoltatunk levegőt.

DE HALLGATÓ NEM LÉPHET BE ALABORBA, HA NEM VETTETUDOMÁSUL A MUNKA- ÉS

TŰZVÉDELMI ÚTMUTATÓBANELHANGZOTTAKAT!*

*Különben a Tanszék nem vállalhat felelősséget egy esetlegesbalesetért!

Járműáramlástan(jármű aerodinamikai vizsgálatok, 1960-as évek)

Dr. Preszler László

48

Járműáramlástan(jármű aerodinamikai vizsgálatok, 1980-as évek)

PORSCHE A.G.,(1985-1990)

A PORSCHE kép illusztráció, NINCSSAJÁT KÉP, mert ezek titkos ipari

projektek. JKülönösen autógyártásban.

Járműáramlástan

FORD

Az 1980-as években még egyedülálló volt a járműhöz képest mozgó úttestetszimuláló futószalag-rendszerünk. (ld. relatív koordinátarendszer!)

Csak az Imperial College / London/ HONDA Wind Tunnel rendelkezett ilyennelEurópában rajtunk kívül.

49

Járműáramlástan(Tasi János formatervező hallgató, 1990-es évek)

Járműáramlástanmodellépítés, szélcsatorna tesztek

(Tasi János formatervező hallgató, 1990-es évek)

50

Járműáramlástanszélcsatorna tesztek – nyomáseloszlás mérés

(Tasi János formatervező hallgató, 1990-es évek)

„Varga László, a Gépészmérnöki Karon frissendiplomázott Ipari termék- és formatervezőmérnök sosemtanult járműtervezést, de az 1961-ben elkészült, azóta isaz egyik legszebb autónak tartott Jaguar E-typetervezőjének, Malcolm Sayernek unokája szerint ez azeddigi legszebb E-Type újragondolás. Az alkotó a Gép-és Terméktervezés Tanszék modellkészítő műhelyébenkezdte el építeni az autó 1:5 méretarányúagyagmodelljét, melynek létrejöttét a Varinex Zrt. és aFormula University Közhasznú Egyesület is támogatja.”

VARGA LÁSZLÓszakmai gyakorlatból TDK első helyezés(2012), a végleges formatervbőlnemzetközi siker a modernJaguar E-Typekoncepcióval.

51

Járműáramlástanszélcsatorna tesztek – formatervezés itt és ott …

JárműáramlástanWartburg / Trabant (NDK)Karl Clauss Dietel / Lutz Rudolph 1960 - 1991

52

Vízszintes, nyitott mérőterű szélcsatornaBehind the scenes…

HAMU ÉS GYÉMÁNT (2003) „Ember és levegő” fotósorozatGádorfalvi Luca szörfbajnok mint „modell”

53

Forgóasztal modell terepasztalhoz(szélirány beállítása)

Bp: Papp László SportArénaszélterhelésének mérése

Bp: Raiffeisen tornyokszélterhelésének mérése

Bp Papp László Sportaréna szélterhelésénekszélcsatorna vizsgálata

MÉRÉS SZÁMÍTÁS

-30 0- 20 0

-1 00

0

100

2 0 0

300

mode

l wid th , x[ m

m]

-3 00

-200

-1 00

0

1 00

2 00

30 0

400

mo del le ng th ,y[mm]

X

Y

Z

M easurement Points

RIGHT

LEFTREA R

TOP

FRONT

270

180090

Budapest Arena - WIND DIRECTIONS

330

000

030

060

120 150

210

240

300

Y

X

Z

Positi on of t heORI GINof the coordinat esys tem is in thecent erline, at the dist ance of 302 mm from the model FRONT edge.ORIGIN (x , y , z) = (0, 0, 0)

or igin

-300

-200

-100

010

020

030

040

0m

odel

leng

th,y

[mm

]

-300 -200 - 100 0 100 200 300

m odel width, x [m m]

X

Y

Z

Measurement Points

TOP

Front:OPEN

898 4

79102

12 75

16

24

20

57

62

71

67

104

37 42

32 5247

9599

80

76

103

13

17 72

5829

81 83

53334843

25

38

21

63

82

68

8684

9593

85

94

87

90 92

89

91

88

a, b, c, d, e, f: Internal Measurement Points

g, h: Internal Measurement Points / FRONT OPEN /

d

e

b

a

g

h

f

c

54

Numerikus szimuláció /CFD/Bp Papp László Sportaréna - belső klíma

Numerikus szimuláció /CFD/Budapest Papp László Sportaréna – színpadtűz havária

55

Budapest: Ganz Ipartelep - Millenáris ParkMoszkva tér, Széna tér, MAMMUT I-II,

„előtte” „utána”

Bp: Millenniumi Városközpont

56

Szabadtéri sátorszerkezetek szélterhelésénekszélcsatorna vizsgálata

Druckbeiwerte an äusserer Oberfläche ( Cpa [-] )Windrichtung 0° 1:300

0 °

Bild 6.

Jégstadion (Németország)

Üzletközpont (Dubai)

Jégstadion (Németország)

SPANDOME Center (USA) szabadtéri színpadsátorszerkezetére ható szélerő

57

Steetley Building (UK)üzemcsarnokra ható szélterhelés (2008)

IKARUS buszok hátfal sárosodás-vizsgálata

SZÉLCSATORNA MÉRÉS1980-as évek…..

CFDNumerikusszimuláció

… 2005

58

Numerikus szimuláció: autóbusz hátfal-sárosodás, nyomáseloszlás

Nyomáseloszlás a hátfal szim metriasíkjában

-1.2

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

ív koordináták

Cp buszhatfal1

Mért értékek

Nyom ase loszlas a bus zhomlokfal aszimm etr iasík jában

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

-0.15 0.05 0.25 0.45 0.65

Ívkoordináták

Cp

Mért értékek

Buszhomlokfal1

Áramlás a forgó kerék házában, jármű és talaj között

(CFD és szélcsatrona vizsgálatok: szabványos „Ahmed” testen)

Increase in drag and lift coefficient

Addition of wheelhouses and rotatingwheels to a car body

59





60

Ellenállástényező (+/-) változások:

Numerikus szimuláció:áramlás egyedülálló forgó kerék körül

álló kerék

61

Sportautó (forgó kerékkel) numerikus szimuláció:open source CFD code (OpenFoam) by CFDSupport.com

SZÉLTURBINA numerikus szimuláció:open source CFD code (OpenFoam) by CFDSupport.com

62

SZÉLTURBINA max. hasznos teljesítmény Pmax =?7. fejezet Impulzustétel és alkalmazásai

[J speciális alkalmazás a lapátcsúcs körüli áramlási tér láthatóvá tétele füsttelJ]

ÆD ≈ 50m; vszél≈ 30m/s = 108km/h; N≈2 ford/sec; vker,lapátcsúcs ≈ 314m/s =1130km/h

Windmill Fire Live Video Palladam Tamilnadu / INDIA2016

63

Járműáramlástan…nem csak szélcsatorna létezik!

Szélcsatornáink

Szélcsatornák fő paraméterei

vízszintesszélcsatorna

függőlegesszélcsatorna

ABLHatárréteg

szélcsatorna

NPL típusúszélcsatorna

Típus Vízszintes, recirk.göttingeni

Függőleges, recirk.göttingeni Határréteg National Physical

Laboratory

Mérőtér nyitott nyitott zárt zárt

Hossz, L 5,7 m 1,4 m 2,0 m (0.8m) 2m

szélesség, W 2,6 m 1,4 m 2,2 m 0,5m

Magasság, H 2,6 m 2,5 m 1,6 m 0,5m

max. seb., v~60 m/s

~215 km/h~ 35 m/s

~125 m/s~22 m/s

~80 km/h~16m/s

~58km/h

max. turb. int. 0,3 % 0,3 % 0,5 % 1 %

64

BSc hallgatói mérés (pl. M4)NPL (National Physical Laboratory) típusúszélcsatorna + futószalag tervekkel

Legújabb nyomóüzemű kisszélcsatornáink „Feketerigó 1. & 2.” szélcsatornák

TERVEZTE: Áramlástan Szakosztály

65

ABL (atmospheric boundary layer)szélcsatorna


ÚJ „AÁL” LABOR TERVEK…………..


66


…ha már járműáramlástan

67

aerodinamika / design / marketingAerodinamikai tervező mérnököt megkéri a főnök ’86-ban:-Tervezz egy minél kisebb áramlási ellenállástényezőjű, de utcaihasználatra is alkalmas versenyautó karosszériát!

A mérnök és a designer összeül, és áramlástani megfontolások,márka- és stílusjegyek figyelembevételével megtervezik az autóminden paraméterét. Elkészült az új BMW E30 M3.

aerodinamika / design / marketingAkkor jön a marketinges és megkéri a fotóst, hogy szélcsatorna mérés ide vagyoda, de a prospektusba azért ennél még áramvonalasabbnak tűnő képetszeretne!

Ugye a jobb felső kép egy kis „csalás”,mert a vízszint „átállításával” szemreáramvonalasabbá tették az autót ültetés(ld. Jobb alsó kép) nélkül.

Vízszint!

…de a prospektusba ez kerül…..A fotó elkészül…..

68

aerodinamika / design / marketingVagy jobb esetben a marketinges egy megfelelőáramlástani képzettségű művészt kér meg erre…….J

aerodinamika / design / marketing….vagy rosszabb esetben egy másikat, akit valószínűleg astreamliningnem érdekelt annyira…….J

Kell egy bizonyos kitartás ehhez … (!? sec/m2)

69

aerodinamika + design + Newton-féle viszkozitási törvény (t)

… áramlás láthatóvá tétele: a test felületére ecsettel felvitt titánoxidpor pertóleumos oldata… áramlás láthatóvá tétele: otthon = koszos autóval esőbensztráda után …)Valójában a t0 fali csúsztatófeszültség eloszlás bemutatásáraszolgál. (ld. jobb oldali képek)

aerodinamika / design / marketing

„vízszint!”

….viszont talán van olyan Önök közül, akit érdekelnek majd a részletek is ….

np

R ¶¶=

r1v2

70

lokális depresszió @ hűtőnyílások elhelyezése……np

R ¶¶

=r1v2

?

lokális depresszió @ hűtőnyílások elhelyezése……

71

Ipari termék- és formatervezéshez … kell-e áramlástani tudás?

100 years of cars Evolution of the 911

Evolution of the BMW kidney Evolution of the 5-er

Fénysíkos láthatóvátétel Lézersíkos láthatóvátételFORD C.307 személyautó vezetőoldali légbefúvóinak vizsgálata az áramlás láthatóvá tételével


72

FORD C.307 személyautó vezetőoldali légbefúvóinakvizsgálata az áramlás láthatóvá tételével

Lézersíkos láthatóvátétel


FORD C.307 személyautó vezetőoldali légbefúvóinak vizsgálata áramlás láthatóvátételével

Lézersíkos láthatóvátétel


73

Forgógépek kutatás & fejlesztése(axiális ventilátorok)

x - y mozgatószerkezetventilátorszögjeladófojtólap

cseppgenerátor

ablakokfotomultiplier

LDA optikalézer

y

x

beszívó tölcsér

légbeszívás

LézerDoppler

mérés

5 10 15 20 25 30 35 40

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

R

0.1 cu

[deg]q

P S

O

U

CF PW

VTCA

STH PV

Numerikusszimuláció

CFDszámítás

0.90

0.95

5 10 15 20 25 30 35 40

0.70

0.75

0.80

0.85

1.00

R

0.1

[deg]q

PS

O

U

CF PW

CA

STH PV

cu T

Belsőégésű motor kipufogó-rendszeréneknumerikus vizsgálata:

katalizátorra való rááramlás áramlástani optimalizációja

74

Numerikus szimuláció (CFD) egy radiálisszivattyúban: nyomáseloszlás

Gépjármű üzemanyag-szivattyújánaknumerikus szimulációja

75

rögzített koordináta rendszer forgó koordináta rendszer

Gőzturbina-lapát körüli áramlásnumerikus számítása (SIEMENS)

Szélforgók mérése szélcsatornábanpontonhíd a Dunán (SuperGroup akció 2003.03.15.)

76

Magyar Állami Operaház szellőzéstechnikai vizsgálata/áramvonalak és hőmérséklet-eloszlás a nézőtéren/

különös tekintettel a zenekari árokra

Dr. Lajos Tamás: Az áramlástan alapjai (2015) tankönyv DVD mellékletéből videók….

77



78


„hétköznapi” áramlástani jelenségek magyarázata….

79

Áramlástani jelenségek magyarázata….

Vitorlás kiel körüli áramlás (indukált örvény) „elszeletelése” lézersíkkal

80

Conference on Modelling Fluid Flow2006Flow Visualisation GalleryENTRY Nr. 07

„Warhol’s Spiral Staircase”

by J.M. SUDADepartment of Fluid Mechanics / BME

eredeti fotó:

Áramlástan Tanszék

HOGYAN KÉSZÜLT pl. a tanszéki logó?iker-szabadsugár szélcsatornában:nyíróréteg-áramlás láthatóvá tétele lézersíkkal

81


HOGYAN KÉSZÜLT pl. a tanszéki logó?iker-szabadsugár szélcsatornában:nyíróréteg-áramlás láthatóvá tétele lézersíkkal

…lassú áramlások láthatóvá tétele

…láthatóvá tételi vizsgálatok „Járműáramlástan” c. választható MSc tárgyakban(Gépészmérnök MSc / Áramlástechnika spec. + MSc Mech Eng Mod / Fluid Mech spec.)

82

ÁRAMLÁSTAN tantárgy tematikájaMiről lesz szó a félév során?

Øáramlástan= „folyadékok mechanikája” (Fluid Mechanics / Fluid Dynamics, Fluidmechanik / Strömungslehre)

Øközeg = folyadék (folyékony v. gáz halmazállapotú közegek, legtöbbször víz v. levegő)

Øvalós és ideális közegek tulajdonságai

Øálló és mozgó folyadékok leírása

Ø1, 2, 3 dimenzió kezelése, t [s] időben változó (instacioner) folyamatok

Økoordináta rendszer: (x,y,z) ill. (r,j); abszolút / relatív rendszerből való megfigyelés

Øműveletek fizikai mennyiségekkel, egyenletek kezelése: általános (matematikai) alapok

Øskalár (p, T, r) és vektor (v, g) mennyiségek megváltozása pl. (Dp, DT, Dr, Dv, )

Øfolyadékmozgást leíró mozgásegyenletek (Euler-, Bernoulli-, Navier-Stokes-egyenlet)

Øcél: térben (1-2-3 D) ill. időben állandó (stac.) ill. változó (instac.) jellemzők meghatározása,

Ønyomás, -különbség : p(x,y,z,t); Dp (pl. jármű homlokfal, toronyház homlokzatok)

Øsebességmegoszlás v (x,y,z, t), gyorsulás, impulzus (pl. alagútszellőzés, hófogórács)

Øközegről a testre ható erő (szélturbina, szárny), testről a közegre ható erő (ventilátor)

Ømérnöki mennyiségek: qv [m3/s] térfogatáram, qm [kg/s] tömegáram, testre hatóellenállás- és felhajtóerők: Fe [N] , Ff [N]; M [Nm] nyomaték, P [W] teljesítmény stb.

A TANTÁRGYHOZ KÖTELEZŐEN ELŐÍRT TANKÖNYV:

…de korábbi kiadások is jók:

Hallgatóknak ~ 4900 Ft („BME jegyzetbolt”)

Lajos Tamás:AZ ÁRAMLÁSTAN ALAPJAIISBN 978 963 066 382 3legújabb, javított, bővített kiadás (2008)ingyenes DVD melléklettel

Lajos Tamás:AZ ÁRAMLÁSTAN ALAPJAIISBN 978 963 066 382 3legújabb, javított, bővített kiadás (2015)ingyenes DVD melléklettel

83

TANKÖNYV KÜLÖNBÖZŐ KORÁBBI KIADÁSAI

+ ÁRAMLÁSTANHOZ JAVASOLT SZAKIRODALOM

RÉGEBBI PÉLDATÁR ÉS MÉRÉSI SEGÉDLET+DVD MELLÉKLET

Legújabb kiadás (2015)

Lajos Tamás:AZ ÁRAMLÁSTAN ALAPJAITartalomjegyzék:

Ø 1. Folyadékok sajátosságai, fizikai mennyiségek és leírásukØ 2. Kinematika és a folytonosság tételeØ 3. Az Euler-egyenlet és a Bernoulli-egyenletØ 4. AlkalmazásokØ 5. Örvénytételek (csak 5kp-os BSc tárgyhoz kötelező)

Ø 6. Áramlástani mérésekØ 7. Az impulzustétel és alkalmazásaiØ 8. A súrlódásos közegek áramlásaØ 9. HatárrétegekØ10. HidraulikaØ11. Az áramlásba helyezett testekre ható erőØ12. Összenyomható közegek áramlása, gázdinamika, akusztika (csak 5kp-os BSc tárgy hoz kötelező)

84

Lajos Tamás: AZ ÁRAMLÁSTAN ALAPJAI2010 évi előadások a BME videótárban az 5kp-os gépész/energetikusBSc képzés hallgatóinak.


www.ara.bme.huwww.facebook.com

Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratóriumwww.karman-wtl.comwww.facebook.com

Áramlástan Szakosztálywww.facebook.com

OHV+MARK MY PROFESSOR & MARK MY STUDENTsJwww.markmyprofessor.com www.markmystudents.com

85

+ Olvassanak figyelmesen híreket!

Próbálják az áramlástanivonatkozású információkat a

tanultak alapján értékelni!

+ Olvassanak figyelmesen híreket! 2012/09/14

86

+ Olvassanak figyelmesen híreket! 2014/09/122013

+ Olvassanak figyelmesen híreket! 2014

87

+ Olvassanak figyelmesen híreket! 2006

Olvassanak figyelmesen híreket! 2006

88



89

Olvassanak figyelmesen híreket! Monday, July 6, 2015 - 19:45

„Do Tour de France Cyclists Get Unfair Boosts from Support Cars?”

„New model suggests trailing cars could give big aerodynamic advantages„

Olvassanak figyelmesen híreket! Monday, July 6, 2015 - 19:45Aerodynamics of bicycling

90



91

Olvassanak figyelmesen híreket! 2016Thermal Cameras Will Look for"Mechanical Doping" Cheaters at the Tourde FranceIt's the latest weapon in the fight against"mechanical doping.„

+ ÁRAMLÁSTANI JAVASOLT ANGOL NYELVŰ SZAKIRODALOM

92

+ JÁRMŰÁRAMLÁSTANI JAVASOLT SZAKIRODALOM (angol, német)

+ VEHICLE DESIGN JAVASOLT SZAKIRODALOM

93

2017 február 2017 június

Köszönöm a figyelmet!

áramlástan (bsc) · pdf file/ vizsga : szóbeli vizsga tételsor (a...

Documents