H-1111 Budapest, Bertalan Lajos u AE épület H-1111 Budapest, Bertalan Lajos u AE épület, Gépészmérnöki Kar

ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK H-1111 Budapest, Bertalan Lajos u. 4-6. „AE” épület www.ara.bme.hu Gépészmérnöki Kar Budapesti 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 áram lástan alapjai BMEGEÁTAMK1 Környezetmérnök alapszak (BSc) VBK Tantárgy honlap: www.ara.bme.hu / oktatas / tantargy / NEPTUN / BMEGEATAKM1 Áram lástan BMEGEÁTAT01 Ipari termék- és formaterv. alapszak (BSc) GPK Tantárgy honlap: www.ara.bme.hu / oktatas / tantargy / NEPTUN / BMEGEATAT01 Áram lástan I. BMEGEÁTAM21 Mechatronikai mérnök alapszak (BSc) GPK Tantárgy honlap: www.ara.bme.hu / oktatas / tantargy / NEPTUN / BMEGEATAM21

ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK H-1111 Budapest, Bertalan Lajos u. 4-6. „ AE” épület, www.ara.bme.hu Gépészmérnöki Kar Budapesti 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 / ea / gyak / labor / vizsga

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

1

ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK H-1111 Budapest, Bertalan Lajos u. 4-6. „ AE” épület, www.ara.bme.hu Gépészmérnöki Kar Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

BEVEZETŐ ELŐADÁS Dr. Suda Jenő Miklós adjunktus [email protected] ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK („Ae” épület)

infó Áramlástan Tanszék www.ara.bme.hu H-1114 Budapest, Bertalan Lajos u. 4-6. BME „Ae” épület

TANSZÉK HOLNAPJA

FB oldala

2

infó Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratórium www.karman-wtl.com

infó

Áramlástan Szakosztály ÁSZO Vezető: Hidegh Gyöngyvér [email protected] Tanszéki szervező: Nagy László [email protected]

3

Infó

Áramlástan Szakosztály 2016.09.08. csüt. 18:00h ÁSZO Vezető: Hidegh Gyöngyvér [email protected] Tanszéki szervező: Nagy László [email protected]

Infó

Áramlástan Szakosztály 2016.09.08. csüt. 18:00h ÁSZO Vezető: Hidegh Gyöngyvér [email protected] Tanszéki szervező: Nagy László [email protected]

NYÍT NAP + TAGTOBORZÓ 2016.09.08. csüt 18h: 1. okt. hét 18:00h-19:00h óráig az Áramlástan Tanszéki nagylaborban, két turnusban - Rövid általános tájékoztató, - Különböző projektek bemutatása - Regisztrációköteles, amihez a jelentkező űrlapot a GSZK.bme.hu-oldalon találják meg! - Minden érdeklődőt sok szeretettel várunk!

4

…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 autóversenyző Kiss Norbert kamionversenyző Besenyei Péter műrepülő …

infó

Áramlástan Szakosztály 2016.09.08. csüt. 18h ÁSZO Vezető: Hidegh Gyöngyvér [email protected] ÁT szervező: Nagy László [email protected]

NYÍT NAP + TAGTOBORZÓ

5

DEPARTMENT OF FLUID MECHANICS Budapest University of Technology and Economics

1934 Institute of Aerodynamics →

1984

2009 →

→

2010

1940’s

1985

→

2011

→

INDUSTRIAL VEHICLE AERODYNAMICS www.ara.bme.hu

1960’s → 1970’s →

→

→ 2013

DEPARTMENT OF FLUID MECHANICS Budapest University of Technology and Economics

1990’s

→

1980’s

→

2015

2000’s

→

2016 13

INDUSTRIAL VEHICLE AERODYNAMICS

6

Tanszéki bemutatkozás

Gruber József

TÖRTÉNET: 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

Kármán Tódor

1991-2008 Dr. Lajos Tamás professor emeritus (tankönyv) 2009-től

Dr.-habil Vad János egyetemi tanár, MTA doktora

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

mérnök, műegyetemi tanár Tanulmányok: budapesti műegyetem, 1921. 1923-tól külföldi ösztöndíjjal hosszabb tanulmányútra ment. 1936-tól ny. r. tanáraként megszervezte és felépítette az Aerodinamikai Intézetet. Gyakorlati téren a Légügyi Hivatal munkatársaként repülőgépek szilárdsági vizsgálatával, a gyártás ellenőrzésével és a gépteljesítmények megállapításával, elméleti téren pedig különösen a repülőgépek dinamikai igénybevételével, a stabilitás és igénybevétel kapcsolatával, valamint a repülőgépszárny elméletének fejlesztésével foglalkozott. 1945-46-ban részt vett a háború alatt elpusztult intézet újjáépítésében, majd 1947-től a mérnökkari mechanikai tanszéket vezette.

WM 23 „Ezüst Nyíl” típusú vadászrepülőgép – vezető tervezője Samu Béla volt – 1942ben lezuhant és ezzel a gyártás sorsa megpecsételődött. A légierő vadászgép alaptípusa jó darabig az olasz Re 2000 Héja maradt.

7

Dr. Gruber József Korompa, 1915. nov. 5. - Bp, 1972. nov. 26.

gépészmérnök, egyetemi tanár A Műegyetemen végzett, majd 19381940 között a Ganz-gyár mérnöke volt. Ezután Abody Előd mellett az aerodinamikai intézet tanársegéde volt. 1947-től egy mérnöki irodában tervezőként dolgozott, majd visszatért a Műegyetemre, 1951-től haláláig az Áramlástan Tanszék vezetője, s 1961-1963-ban az egyetem rektora is volt. Jelentős eredményeket ért el az áramlástechnikai gépek szárnyrácsaiban végbemenő áramlástani folyamatok kutatása területén. Eredményeit az ipar a ventillátorok és az áramlástechnikai gépek gyártásában hasznosította. Nevéhez fűződött az álló és forgó lapátrácsok közötti áramlás korszerű matematikai eszközökkel történő leírása..

Dr. Szentmártony Tibor professor emeritus (Budapest 1925 - Budapest 2016)

gépészmérnök, egyetemi tanár Gruber József halálát követően 1972-ben lett a Tanszék 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 történő elvégzését. - Ez a gyakorlat a jelenlegi áramlástan oktatásban is megmaradt: 17 különféle mérőstand áll a hallgatók rendelkezésére. - ipari porleválasztás, az áramló gázok portartalmának mérése - Járrműáramlástan: autóbuszok körüli áramlás kutatása a szélcsatornaméréstechnikára alapozva, - korszerű talajszimuláció (=futószalag)

!

8

Dr. Lajos Tamás professor emeritus 5. kiadás 2015 (kismértékben átdolgozott és kibővített kiadás) ISBN 978 963 12 2885 4 ingyenes DVD melléklettel

gépészmérnök, egyetemi tanár okl. gépészmérnök, GPK, BME /1963-1968/ egyetemi tanár: 1989tanszékvezető: 1991-2008 Kutatási területek: - keresztáramú ventilátorok - légfüggönyök elmélete - mintavételezéses porkoncentráció mérés - zsákos porszűrők - járműáramlástan (autóbusz körüli, mozgó talaj szélcsatorna szimulációja, 2. kiadás légellenállás csökkentés - szélcsatorna méréstechnika: épületaerodinamika - szennyeződések légköri terjedésének kísérleti vizsgálata Tanszékvezetése alatt honosodott meg az áramlások numerikus szimulációja (CFD: Computational Fluid Dynamics) a Tanszéken.

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

3. kiadás 2004 CD melléklettel

2000

1. kiadás 1992

„Por leválasztása gázokból” egyetemi előadásjegyzet

Dr. Vad János egyetemi tanár, MTA doktora tanszékvezető (2009-) gépészmérnök, egyetemi tanár CD ROM (2008)

Dr. habil. (habilitált doktor: 2013) D.Sc. (MTA doktora: 2013) Ph.D. fokozat: 1997 okl. 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 teljesítményátviteli rendszerek modellezése, szimulációja, mérése, AMESim BME Kultúrhét

9

Tanszéki bemutatkozás KIS TANSZÉK – JÓ HANGULAT

Multiphase Flow Modelling

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 Fluid Dynamics, Uni - Cranfield, Rome, Karlsruhe, Drezda, Magdeburg, Graz, Siegen, Hannover K+F: kutatás & fejlesztési nyertes pályázatok…100MFt/év IPARI 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 Doppler Anemométer, hődrót-szondák, nyomás és sebesség mérése, számítógépes mérés és jelfeldolgozás) www.karman-wtl.com Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratórium (6 szélcsatorna)

Experimental Inv estigation on Drag Coefficient of Spheres

SZÁMÍTÓGÉPES SZIMULÁCIÓ: numerikus áramlástan = CFD Computational Fluid Dynamics szoftverek: ANSYS-Fluent, OpenFoam, Miskam, AmeSim, SoundPlan CFD laboratórium: hallgatói számítógépes laborok (12 fős gépterem + cluster)


10


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 leírása Kiindulás: mechanikai analógia alapján (szilárdságtan, statika, kinematika, dinamika)

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

11

ÁRAMLÁSTAN /FLUID DYNAMICS/

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

Bp „Raiffeisen tornyok”

Bp „József Nádor tér”

egyedi magasház statika és szennyezőanyag-terjedés

mélygarázs szellőző kivezetések optimalizálása

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

12

DEPARTMENT OF FLUID MECHANICS ÁRAMLÁSTAN TANSZÉK Budapest University of Technology and Economics Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratórium www.karman-wtl.com

Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratórium www.karman-wtl.com

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

13

Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratórium www.karman-wtl.com

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


14



15


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

16

§

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.

17

§

Göttingen típusú , recirkulácós, nyitott mérőterű vízszintes áram szélcsatorna

§

Göttingen típusú , recirkulácós, nyitott mérőterű vízszintes áram szélcsatorna

18

DEPARTMENT OF FLUID MECHANICS Budapest University of Technology and Economics 1980’s

2000’s

2016 ß

ß 1970’s ß 1960’s

ß

1990’s

2014

ß

ß

ß

2013 ß

INDUSTRIAL VEHICLE AERODYNAMICS www.ara.bme.hu

1940’s

ß

Institute of Aerodynamics in 1934

ß

1985

2011

ß

2010

1984

ß

.

2009 39

.

19

§ 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

20

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2009 § műlesikló, síugró

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

21

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

Concorde modell az NPL szélcsatornában

Vizualizáció különböző testhelyzetekben

Szabadsugár vizualizáció lézersíkkal

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

22

§ 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

23

§ 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%) m[%] kanyar

Súrl.erő Fs[N]

V[km/h]

600N 0.46

0.59

2.8-3.5

70kg

700N 0.46

0.59

80kg

800N 0.46

0.59

Tömeg

Súly

60kg

m[%] egyenes

Telj. Ps[W]

Telj. Pe[W]

Össz: P[W]

50km/h 38-49

700

~ 740 W

3.2-4.2

50km/h 45-57

700

~ 750 W

3.8-4.8

50km/h 51-66

700

~ 760 W

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)

24

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

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

25

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2013 (erőmérő platform)

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2013

26

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

§ KUTATÓK ÉJSZAKÁJA 2013 § BME Formula Racing Team autó mérés

27

§ 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

28

§ 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

29

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

MÉRT VÁLTOZATOK FULL BURKOLAT

NYITOTT KERÉKHÁZ ÉS UTASTÉRFEDÉL

+KEZEK FELTARTVA

§ RESEARCHER’S NIGHT 2015 § WIND TUNNEL TESTING of racing car § „BME GSZK SHARK TEAM” (for SHELL Eco-Marathon)

30

§ 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

MEASURED CONFIGURATIONS

CAR BODY WITH FULL COVERING

OPEN WHEEL HOUSE & DRIVER’S ROOF

HANDS UP

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

31



32

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

a repülő?”


33


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

?! 34

§ Szélcsatornánk mérőtere


35



36



37



38



39

§ Szélcsatornák máshol…. §

google szöveges / kép keresés: eredménye: …..

§

„wind tunnel” : ~ 7 millió találat 13 200 000 találat (0,38 másodperc)

§

„szélcsatorna”: ~ 25 ezer találat


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)

40


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 szélcsatornák építése……

§ Függőleges légáramú, recirkulációs, nyitott mérőterű Göttingen típusú szélcsatorna

41

§

NYITOTT MÉRŐTÉR

§

ZÁRT MÉRŐTÉR

anno…1938-44

anno…1938-44

42

anno…1938-44

anno…1938-44

43

anno…1938-44

anno…1938-44

44

anno…~1941

WM 23 „EZÜST NYÍL” 1941-1944

WM 23 „EZÜST NYÍL” 1941-1944

45

Német hadiipari megrendelések…

anno…<1945

….a Luftwaffe személyes felügyeletével 2. világháborús rakétafejlesztések (V1-V2) (fotók nincsenek)

A háború végén viszont bombatalálatot is kapott a szélcsatorna külső épületszárnya

A háború végén viszont bombatalálatot is kapott a szélcsatorna külső épületszárnya

46

A háború után szovjet hadiipari megrendelések … ... lettek volna, de a tanszékvezető inkább letagadta, hogy értenének bármiféle ilyen bonyolult áramlástani kérdéshez…. …ami a mai tankönyv 12. fejezete J Így a Tanszék átállt ipari ventilátor fejlesztésre (bányaipar, erőművi ventilátorok, nehézipar, épületgépészet, stb.)

anno…1945 után Minden hallgatói mérés során valamilyen ventilátorral áramoltatunk levegőt. DE HALLGATÓ NEM LÉPHET BE A LABORBA, HA NEM VETTE TUDOMÁSUL A MUNKA- ÉS TŰZVÉDELMI ÚTMUTATÓBAN ELHANGZOTTAKAT!* *Különben a Tanszék nem vállalhat felelősséget egy esetleges balesetért!

Járműáramlástan (jármű aerodinamikai vizsgálatok, 1960-as évek) Dr. Preszler László

47

Járműáramlástan (jármű aerodinamikai vizsgálatok, 1980-as évek)

Járműáramlástan Az 1980-as években még egyedülálló volt a járműhöz képest mozgó úttestet szimuláló futószalag-rendszerünk. (ld. relatív koordinátarendszer!) Csak az Imperial College / London/ HONDA Wind Tunnel rendelkezett ilyennel Európában rajtunk kívül. PORSCHE A.G., (1985-1990) A PORSCHE kép illusztráció, NINCS SAJÁT KÉP, mert ezek titkos ipari projektek. J Különösen autógyártásban.

FORD

48

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

Járműáramlástan modellépítés, szélcsatorna tesztek

(Tasi János formatervező hallgató, 1990-es évek)

49

Járműáramlástan szélcsatorna tesztek – nyomáseloszlás mérés (Tasi János formatervező hallgató, 1990-es évek)

VARGA LÁSZLÓ szakmai gyakorlatból TDK első helyezés (2012), a végleges formatervből nemzetközi siker a modern Jaguar E-Type koncepcióval. „Varga László, a Gépészmérnöki Karon frissen diplomázott Ipari termék- és formatervező mérnök sosem tanult járműtervezést, de az 1961-ben elkészült, azóta is az egyik legszebb autónak tartott Jaguar E-type tervezőjének, Malcolm Sayernek unokája szerint ez az eddigi legszebb E-Type újragondolás. Az alkotó a Gépés Terméktervezés Tanszék modellkészítő műhelyében kezdte el építeni az autó 1:5 méretarányú agyagmodelljét, melynek létrejöttét a Varinex Zrt. és a Formula University Közhasznú Egyesület is támogatja.”

50

Járműáramlástan szélcsatorna tesztek – formatervezés itt és ott …

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

51

Vízszintes, nyitott mérőterű szélcsatorna Behind the scenes…

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

52

Forgóasztal modell terepasztalhoz (szélirány beállítása)

Bp: Papp László SportAréna szélterhelésének mérése

Bp Papp László Sportaréna szélterhelésének szélcsatorna vizsgálata 32 33

400

42 43

37 38

TOP

Front: OP EN

Measurement Points

47 48

52 53

Budapest Arena - WIND DIRECTIONS 104 29 93

Z c

95

58 57

91

92

63 62 b

Y 200

94

300

Bp: Raiffeisen tornyok szélterhelésének mérése

d

18 0

REA R

06 0

20 21 TOP - 300

- 200

e

88

89

68 67

-100

or g i in

FRONT

400

16 17 X f

0

84RIGHT 85

30 0

86

210

72 a 71

2 00

10 0

] x [ mm

1 00 ] [mm

0

1 - 00

g

13 12

Y

mo

h ,y e ng t del l

81

82

83

0 20

h

-200

0 30

-3 00

Z

X

33 0 -300

30 0 -200

9 8 99 98 - 100

-2 00

h, wi dt de l mo

-10 0

00 0

87

Y

76 75

24 0

80 5 103 79 4 102 0

270

100

-300

03 0

X 100

15 0

0

90

12 0 LEFT

model leng th, y [mm]

Z

24 25

09 0

200

300

m odel width, x [m m]

Positi on of t heORI GIN of the coordinat es ys tem is in thec ent erline, at the dist ance of 302 mm from the model FRON T edge. a, b, c, d, e, f: Internal Measur ement Points OR IGIN (x , y , z) = (0, 0, 0)

M easurement Poi nts

g, h: Internal Measurement Points / FRONT OPEN /

MÉRÉS

SZÁMÍTÁS

53

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

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

54

Budapest: Ganz Ipartelep - Millenáris Park Moszkva tér, Széna tér, MAMMUT I-II, „előtte”

„utána”

Bp: Millenniumi Városközpont

55

Szabadtéri sátorszerkezetek szélterhelésének szélcsatorna vizsgálata Jégstadion (Németország)

Jégstadion (Németország) Üzletközpont (Dubai)

Bild 6. D ruckb eiwer te a n äusserer O berfläche ( Cpa [-] ) W indr ichtung 0 ° 1 :3 00

0°

SPANDOME Center (USA) szabadtéri színpad sátorszerkezetére ható szélerő

56

Steetley Building (UK) üzemcsarnokra ható szélterhelés (2008)

IKARUS buszok hátfal sárosodás-vizsgálata CFD Numerikus szimuláció

SZÉLCSATORNA MÉRÉS 1980-as évek….. … 2005

57

Numerikus szimuláció: autóbusz hátfalsárosodás, nyomáseloszlás

Nyomás eloszlás a hátfal szim metriasíkjában

Nyom ase losz las a bus zhomlokfal a sz imm etr iasík jában 2

0.2

0

0. 1

0. 2

0.3

0.4

0.5

Buszhomlokfal1

0.6

-0.2

0

-0.4

buszhatfal1

-0.6

Mért ért ékek

-0.8

-0.15

Cp

Cp

M ért értékek

1

0

-1

0.05

0.25

0.45

0.65

-2 -3

-1

-4

-1.2

-5 ív koor dináták

Ívkoordináták

Áramlás a forgó kerék házában, jármű és talaj között (CFD és szélcsatrona vizsgálatok: szabványos „Ahmed” testen)

Addition of wheelhouses and rotating wheels to a car body

Increase in drag and lift coefficient

58



59

Ellenállástényező (+/-) változások:

Numerikus szimuláció: áramlás egyedülálló forgó kerék körül

álló kerék

60

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

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

61

SZÉLTURBINA max. hasznos teljesítmény Pmax =? 7. fejezet Impulzustétel és alkalmazásai [J speciális alkalmazás a lapátcsúcs körüli áramlási tér láthatóvá tétele füsttel J]

Windmill Fire Live Video Palladam Tamilnadu / INDIA 2016

ÆD ≈ 50m; v szél ≈ 30m/s = 108km/h; N≈2 ford/sec; v k er,lapátcsúcs ≈ 314m/s =1130km/h

62

Járműáramlástan …nem csak szélcsatorna létezik!

Szélcsatornáink

vízszintes szélcsatorna

függőleges szélcsatorna

ABL Határréteg szélcsatorna

NPL típusú szélcsatorna

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

0,3 %

0,3 %

0,5 %

1%

Típus

Szélcsatornák fő paraméterei

max. turb. int.

63

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

Legújabb nyomóüzemű kis „Feketerigó 1. & 2.” szélcsatornák szélcsatornáink TERVEZTE: Áramlástan Szakosztály

64

ABL (atmospheric boundary layer) szélcsatorna


ÚJ „AÁL” LABOR TERVEK…………..


65


…ha már járműáramlástan

66

aerodinamika / design / marketing Aerodinamikai tervező mérnököt megkéri a főnök ’86-ban: -Tervezz egy minél kisebb áramlási ellenállástényezőjű, de utcai használatra is alkalmas versenyautó karosszériát! A mérnök és a designer összeül, és áramlástani megfontolások, márka- és stílusjegyek figyelembevételével megtervezik az autó minden paraméterét. Elkészült az új BMW E30 M3.

aerodinamika / design / marketing Akkor jön a marketinges és megkéri a fotóst, hogy szélcsatorna mérés ide vagy oda, de a prospektusba azért ennél még áramvonalasabbnak tűnő képet szeretne!

A fotó elkészül…..

…de a prospektusba ez kerül…..

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

67

aerodinamika / design / marketing Vagy jobb esetben a marketinges egy megfelelő áramlástani képzettségű művészt kér meg erre…….J

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

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

68

aerodinamika + design + Newton-féle viszkozitási törvény (t) … áramlás láthatóvá tétele: a test felületére ecsettel felvitt titánoxid por pertóleumos oldata … áramlás láthatóvá tétele: otthon = koszos autóval esőben sztráda után …) Valójában a t0 fali csúsztatófeszültség eloszlás bemutatására szolgál. (ld. jobb oldali képek)

aerodinamika / design / marketing ….viszont talán van olyan Önök közül, akit érdekelnek majd a részletek is ….

v 2 1 ¶p = R r ¶n

„vízszint!”

69

v 2 1 ¶p = R r ¶n

lokális depresszió @ hűtőnyílások elhelyezése……

lokális depresszió @ hűtőnyílások elhelyezése……

? 70

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

Evolution of the BMW kidney

Evolution of the 5-er

100 years of cars

Evolution of the 911

Ipari termék- és formatervezéshez … kell-e áramlástani tudás? FORD C.307 személyautó vezetőoldali légbefúvóinak vizsgálata az áramlás láthatóvá tételével

Fénysíkos láthatóvátétel

Lézersíkos láthatóvátétel

71

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

FORD C.307 személyautó vezetőoldali légbefúvóinak vizsgálata az áramlás láthatóvá tételével

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

FORD C.307 személyautó vezetőoldali légbefúvóinak vizsgálata áramlás láthatóvátételével

72

Forgógépek kutatás & fejlesztése (axiális ventilátorok) 0.1 uc 1.00

lézer LDA optika

ablakok fotomultiplier

fojtólap szögjeladó ventilátor x - y mozgatószerkezet x

Lézer Doppler mérés

0.85 0.80

cseppgenerátor beszívó tölcsér légbeszívás

W

CF

P

P

S

0.75

R

ST H PV

O

0.70 5

10

15 20 q [deg]

25

0.1 u c

30

35

40

T

C

A

0.95

Numerikus szimuláció CFD számítás

V

0.90

1.00

y

T

C U

A

0.95

U

0.90 0.85 0.80

CF

P

0.75

O H

0.70 R

5

10

15 20 q [deg]

S

W

P

PV ST 25

30

35

40

Belsőégésű motor kipufogó-rendszerének numerikus vizsgálata: katalizátorra való rááramlás áramlástani optimalizációja

73

Numerikus szimuláció (CFD) egy radiális szivattyúban: nyomáseloszlás

Gépjármű üzemanyag-szivattyújának numerikus szimulációja

74

Gőzturbina-lapát körüli áramlás numerikus számítása (SIEMENS)

rögzített koordináta rendszer

forgó koordináta rendszer

Szélforgók mérése szélcsatornában pontonhíd a Dunán (SuperGroup akció 2003.03.15.)

75

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….

76



77


„hétköznapi” áramlástani jelenségek magyarázata….

78

Áramlástani jelenségek magyarázata….

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

79

Conference on Modelling Fluid Flow 2006 Flow Visualisation Gallery ENTRY Nr. 07 „Warhol’s Spiral Staircase” by J.M. SUDA Department of Fluid Mechanics / BME

eredeti fotó:

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

Áramlástan Tanszék

80

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

…lassú áramlások láthatóvá tétele

Áramlástan Tanszék

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

81

ÁRAMLÁSTAN tantárgy tematikája Miről 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 ható ellenállás- és felhajtóerők: Fe [N] , Ff [N]; M [Nm] nyomaték, P [W] teljesítmény stb.

A TANTÁRGYHOZ KÖTELEZŐEN ELŐÍRT TANKÖNYV: Lajos Tamás: AZ ÁRAMLÁSTAN ALAPJAI ISBN 978 963 066 382 3 legújabb, javított, bővített kiadás (2015) ingyenes DVD melléklettel

…de korábbi kiadások is jók: Lajos Tamás: AZ ÁRAMLÁSTAN ALAPJAI ISBN 978 963 066 382 3 legújabb, javított, bővített kiadás (2008) ingyenes DVD melléklettel

Hallgatóknak ~ 4900 Ft („BME jegyzetbolt”)

82

+ ÁRAMLÁSTANHOZ JAVASOLT SZAKIRODALOM Legújabb kiadás (2015)

TANKÖNYV KÜLÖNBÖZŐ KORÁBBI KIADÁSAI

+DVD MELLÉKLET

RÉGEBBI PÉLDATÁR ÉS MÉRÉSI SEGÉDLET

Lajos Tamás: AZ ÁRAMLÁSTAN ALAPJAI Tartalomjegyzék: Ø 1. Folyadékok sajátosságai, fizikai mennyiségek és leírásuk Ø 2. Kinematika és a folytonosság tétele Ø 3. Az Euler-egyenlet és a Bernoulli-egyenlet Ø 4. Alkalmazások Ø 5. Örvénytételek (csak 5kp-os BSc tárgyhoz kötelező) Ø 6. Áramlástani mérések Ø 7. Az impulzustétel és alkalmazásai Ø 8. A súrlódásos közegek áramlása Ø 9. Határrétegek Ø10. Hidraulika Ø11. Az áramlásba helyezett testekre ható erő Ø12. Összenyomható közegek áramlása, gázdinamika, akusztika

(csak 5kp-os BSc tárgy hoz kötelező)

83

Lajos Tamás: AZ ÁRAMLÁSTAN ALAPJAI 2010 évi előadások a BME videótárban az 5kp-os gépész/energetikus BSc képzés hallgatóinak.

Áramlástan Tanszék www.ara.bme.hu www.facebook.com

Kármán Tódor Szélcsatorna Laboratórium www.karman-wtl.com www.facebook.com

Áramlástan Szakosztály www.facebook.com

OHV + MARK MY PROFESSOR & MARK MY STUDENTs J www.markmyprofessor.com www.markmystudents.com

84

+ Olvassanak figyelmesen híreket! Próbálják az áramlástani vonatkozású információkat a tanultak alapján értékelni!

+ Olvassanak figyelmesen híreket!

2012/09/14

85


2013


2014

2014/09/12

86


2006

Olvassanak figyelmesen híreket!

2006

87


2012


2014

88


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„


Monday, July 6, 2015 - 19:45

Aerodynamics of bicycling

89


2015


2015

90


2016 Thermal Cameras Will Look for "Mechanical Doping" Cheaters at the Tour de France It's the latest weapon in the fight against "mechanical doping.„

+ ÁRAMLÁSTANI JAVASOLT ANGOL NYELVŰ SZAKIRODALOM

91

+ JÁRMŰÁRAMLÁSTANI JAVASOLT SZAKIRODALOM (angol, német)

+ VEHICLE DESIGN JAVASOLT SZAKIRODALOM

92

2017 február

2017 június

Köszönöm a figyelmet!

93

H-1111 Budapest, Bertalan Lajos u AE épület H-1111 Budapest, Bertalan Lajos u AE épület, Gépészmérnöki Kar

Recommend Documents