Graduate papers
  
Description of the graduate paper
Form of studies Master
Title of the study programm Engineering Technology, Mechanics and Mechanical Engineering
Title in original language Plūsmas modelēšana ap lidvirsmu.
Title in English Modelling of external compressible flow over an aerofoil.
Department
Scientific advisor Marina Čerpinska
Reviewer Jānis Auziņš
Abstract Pirmās formulas automašīnas ir vienas no ātrākajām automašīnām pasaulē, kas tiek izmantotas sacīkšu vajadzībām. Panākumi sacīkstēs ir tieši atkarīgi no transportlīdzekļa aerodinamikas. Lai saglabātu stabilitāti ar lielāku ātrumu līkumos un apdzīšanas gadījumos, pie automašīnas virsbūves ir piestiprināti t.s. aerofoil spārni. Pirmās formulas sacīkšu automašīnas galvenās aerodinamikas komponentes ir priekšējais un aizmugurējais spārns, kas palīdz radīt lejupvērstu vilkmi. Taču papildus lidvirsmas palielina arī transportlīdzekļa kopējo gaisa pretestības spēku, kas negatīvi ietekmē transportlīdzekļa maksimālo ātrumu. Tādejādi, dotā pētījuma mērķis ir atrast optimālu konstruktīvo elementu stāvokli, atkarībā no vēja ietekmes leņķa, lai ar minimālu pretestību nodrošinātu vislielāko ātrumu. No literatūras apskata secināts, ka aerodinamikas pētījumos izmanto eksperimentus vēja tuneļos, kā arī skaitliskās metodes. Praktiski visos skaitliskajos pētījumos tiek izmantots pieņēmums par nesaspiežamu plūsmu ap spārnu. Šajā pētījumā skaitliskā metode tiek izmantota, lai atrisinātu vienādojumu, kas ietver faktisko stāvokli, kas atbilst plūsmas saspiežamības efektam. Aerodinamiskā analīze tiek veikta visai automašīnai, lai atrastu plūsmu, kas atrodas ap aizmugurējo spārnu, lai noteiktu uzbrukuma leņķa un plūsmas ātruma ietekmi uz pacelšanas un pretestības spēkiem. Izmantota komerciālā CFD pakete ar nosaukumu ANSYS Fluent 19.2 plūsmas simulēšanai ap automašīnu un spārnu. SST k-omega turbulences modelis ir pieņemts, lai simulētu turbulenci plūsmas laukā ap lidvirsmu. Plūsmas apgabalā iegūti attēli plūsmas līnijām, spiediena, ātruma un temperatūras kontūras, lai analizētu vēja ietekmes leņķa un plūsmas ātruma ietekmi. Ir konstatēts, ka vēja ātrumam un leņķim ir tieša saistība ar gaisa folijas pacelšanas un vilkšanas spēku. Velkošais spēks palielinās, palielinoties vēja ietekmes leņķim un plūsmas ātrumam. Minimālais pretestības spēks tiek sasniegts nulles lāpstiņas pagrieziena leņķī, kamēr celšanas spēks palielinās līdz 10 grādu leņķim un pēkšņi nokrītas 15 grādu leņķī. Tiek secināts, ka, mainoties transportlīdzekļa ātrumam, asmeņa uzbrukuma leņķis ir jāmaina un to var kontrolēt, izmantojot elektroniskas ierīces.
Keywords pirmās formulas automašīna, aerodinamika, CFD, NASA lāpstiņas, lidvirsma, vēja tunelis
Keywords in English formula one car, aerodynamics, CFD, NACA blades, air-foil, wind tunnel.
Language eng
Year 2021
Date and time of uploading 10.06.2021 02:31:36