201 |
Machining and characterization of structural components of a Rankine micro-turbineNeill, Denten January 2013 (has links)
The Rankine micro-turbine is a miniaturized energy harvester for converting waste heat into mechanical and electrical energy by implementing the closed-loop Rankine cycle with water as the working fluid. The device is a five-layer structurewith the geometry of a rectangular cuboid with overall dimensions of 1.5cm x 1.5cm x 1.75mm. The central layer contains two critical components, namely, a disc-shaped rotor with a diameter of 4mm and a thermal insulator. The titanium alloy Ti-6Al-4V has been identified as the optimal material for both components. By combining a detailed literature survey with experimental studies, it was concluded that laser micro-machining is unsuitable for achieving the size, geometry, and tolerance required for these components. In contrast, a 5-axis CNC micro-machining station was able to machine the thermal insulator using a 4mm thick plate of the titanium alloy. In parallel, a thermal test station was designed and assembled to establish a large temperature gradient on the order of 100◦Cmm−1across the Rankine micro-turbine. During testing, the hot side of the micro-turbine is placed in contact with a copper block containing embedded cartridge heaters, and the cold side with a water-cooled cold plate. This station can enable detailed experimental characterization of the rotor, pumps and seals during the operation of the device. Taken together, this thesis makes a contribution to the machining and characterization of the structural components of the Rankine micro-turbine. / La microturbine Rankine est un microsystème de récupération d'énergie qui convertie un surplus de chaleur en énergie mécanique et électrique à l'aide d'un cycle fermé Rankine qui utilise de l'eau comme fluide. L'appareille est une structure rectangulaire à 5 couches, les dimensions de l'ensemble sont de 1.5 cm x 1.5cm x 1.75 mm. La couche centrale contient deux structures : un rotor qui a un diamètre de 4 mm et un isolant thermique. L'alliage de titan Ti-6Al-4V a été identifié comme un matériel idéal pour les deux composantes. À l'aide d'une revue de la littérature et des essais d'usinages il peut être conclu que l'usinage par laser ne permet pas d'atteindre les géométries, dimensions et tolérances requises. De son côté, l'usinage 5-axes CNC a été capable d'usiner un isolant thermique provenant d'une plaque de Ti-6Al-4V avec une épaisseur de 0.4 mm. En parallèle, une station de test thermique a été conceptualisée et bâtie pour maintenir des gradients de température de l'ordre de 100 oC/mm. Des cartouches chauffantes encrées dans un bloc de cuivre on servies comme plaque chauffante et une plaque refroidissante à base de cuivre a permis de maintenir les gradients de température élevés. Ce mécanisme peut être intégré au système existant qui permet de caractériser les pompes, les joints d'étanchéité et le rotor de la microturbine. Le tout de cette thèse réussit à contribuer à l'avancement de l'usinage et de la caractérisation structurale des composantes de la microturbine.
|
202 |
Development of an implosion-driven hypervelocity launcher for orbital debris impact simulationHuneault, Justin January 2013 (has links)
The ability to soft-launch projectiles to velocities exceeding 10 km/s is of interest for a number of scientific fields, including orbital debris impact testing. Current soft-launch technologies have reached a performance plateau below this operating range. In the implosion-driven launcher (IDL) concept, explosives are used to linearly implode a pressurized steel tube, thereby dynamically compressing a light driver gas to significantly higher pressures and temperatures than typical light-gas launchers. As a result, the IDL has the potential to significantly outperform current state of the art hypervelocity launchers. This work will focus on establishing an understanding of the critical design parameters of the IDL with the goal of improving the velocity potential of the launcher. For this purpose, a computational gasdynamics solver capable of simulating the internal ballistics of the IDL has been developed. The elevated pressure and temperature in the driver gas lead to a number of non-ideal effects during the launch cycle, including expansion of the launcher walls, convective heat transfer, and gas leakage, which have a significant effect on launcher performance. These effects have been simulated by coupling the gasdynamics solver to loss models. Specifically, a structural hydrocode has been developed to provide a realistic model of reservoir and launch tube expansion, which has been identified as the main source of performance loss in the launch cycle. The complete internal ballistics solver will be used in conjunction with classical internal ballistics theory and experimental results, in order to gain valuable understanding of the key design parameters of the launcher and improve the design of the McGill IDL. This analysis has led to the development of an IDL capable of launching a 0.1-g projectile to 9.1 km/s. / La capacité d'accéléré des projectiles à des vitesses au-delà de 10 km/s est d'intérêt pour de nombreuses applications, incluant la protection contre les débris spatiaux. La performance des lanceurs hyper-vitesse de pointe n'est pas capable de rejoindre ces vitesses. Le lanceur à implosion utilise des explosifs pour comprimer un gaz léger de façon dynamique, afin d'atteindre des pressions et des températures beaucoup plus élevés que des lanceurs hyper-vitesse typiques. Pour cette raison, le lanceur à implosion à le potentiel de surpasser la performance de tout autre lanceur. Ce travail mettra l'accent sur l'établissement d'une compréhension des paramètres de conception critiques du lanceur à implosion dans le but d'améliorer la performance du lanceur. A cet effet, un code capable de simuler la balistique interne du lanceur a été développé. La pression et la température élevées dans le gaz causent plusieurs pertes durant le cycle de lancement, y compris l'expansion des parois du lanceur, le transfert de chaleur par convection, et les fuites de gaz. Ces pertes ont un effet important sur la performance du lanceur. Les modèles utilisés pour simuler ces pertes sont aussi présentés. Le code complet sera utilisé en conjonction avec la théorie classique de la balistique interne ainsi que des résultats expérimentaux afin d'amélioré le lanceur. Cette analyse a conduit à l'élaboration d'un lanceur à implosion capable d'accéléré un projectile de 0,1 g à 9,1 km/s.
|
203 |
The change in momentum of a two-dimensional, incompressible, turbulent jet due to a wire screen normal to the flow.Bruce, Douglas Malcolm. January 1966 (has links)
This thesis describes a theoretical and experimental investigation of a two-dimensional, turbulent jet flowing, at incompressible speeds, onto a screen placed at right angles to the flow. Five wire screens with square mesh and open area ratios ranging form 0.34 to 0.66 were tested over a range of Reynolds numbers. Attention was focussed on the loss of momentum of the flow through the screen and the subsequent development of the flow downstream. For the screens with relatively large open area ratios, there was a tendency for the jet profiles to return to a self-preserving shape downstream. For the more solid screens, however, the flow tended to develop downstream as two separate diverging jets. [...]
|
204 |
Determination of optimum controller parameter values by digital simulation.Buchan, James Erskine. January 1966 (has links)
The problem of determining optimum parameter values for a proportional plus Integral plus derivative controller is considered. [...]
|
205 |
Axial dispersion of liquid in packed beds.Khanna, Ram Tirth January 1966 (has links)
Douglas, W. (Supervisor) / The axial dispersion of liquid in a fixed bed of dry randomly packed Raschig rings was investigated in a 1-foot diameter column for three sizes of packing: 0.5, 1.0 and 1.5-inch. The primary variables investigated were particle size, bed height, liquid and gas flow rates. The transient response technique using a step function input was used. [...]
|
206 |
Optimization of minimum quantity cooling / lubrication machining of composites through flow visualizationIskandar, Youssef January 2013 (has links)
Modern machining involves more dependence on green manufacturing techniques. Minimum Quantity Cooling Lubrication (MQCL) of machining processes has replaced conventional flood cooling in many applications, involving various materials and cutting conditions. The use of this technique results in considerable reductions in the quantity of lubricant used, reducing manufacturing costs as well as the impact of the process on the environment. With the objective of achieving a fuller understanding of this technology, an interest has been taken in the properties of the aerosol, and their impact on machining performance. This study presents an attempt to understand these properties through the use of experimental and numerical flow visualization techniques, followed by machining experiments. The Particle Image Velocimetry study revealed how the MQCL nozzle geometry and the injection parameters (air and lubricant flow rates) which control the Sauter Mean Diameter (SMD) of the resulting droplets, affect the flow, and that droplets with smaller SMD are more capable of following the air flow. Computational Fluid Dynamics simulations showed that a single-phase (air only) simulation is sufficient in describing the flow, when comparing the simulation and experimental (real flow) PIV results. They also revealed that the potential thermal benefits of the air flow can be achieved if the nozzle orientation vis-à-vis a model tool is exploited. Comparisons of MQCL with conventional flood cooling and dry machining modes in milling of Carbon-Fibre Reinforced Plastics (CFRP) revealed that the benefit of MQCL (namely lower tool wear and higher geometric accuracy of the machined part), can be achieved if the atomization parameters are set for appropriate lubrication and SMD size. / L'usinage moderne implique plus de dépendance des techniques de manufacture verte. La micro-lubrification (Minimum Quantity Cooling Lubrication) des processus d'usinage a remplacé l'arrosage conventionnel dans le cas de plusieurs applications, impliquant des matériaux et des conditions d'usinage variés. L'usage de cette méthode mène à des réductions considérables de la quantité de lubrifiant utilisé, réduisant ainsi les coûts de fabrication ainsi que l'impact du processus sur l'environnement. Un intérêt a été porté aux propriétés de l'aérosol, et leurs effets sur la qualité de l'usinage, ayant pour objectif une meilleure compréhension de cette technologie. Cette étude est une tentative de mieux comprendre ces propriétés à travers l'usage des techniques de visualisation de débit expérimentaux et numériques, suivis par des essais d'usinage. L'étude Particle Image Velocimetry (PIV) a démontré comment la géométrie de la buse el les paramètres d'injection (débits d'air et de lubrifiant) qui contrôlent la taille du diamètre moyen de Sauter (SMD) des gouttelettes résultantes, affectent le débit, mais aussi que les bulles ayants les tailles SMD les plus petites sont les plus efficace lorsqu'il s'agit de suivre le débit de l'air. Des essais numériques (Computational Fluid Dynamics) ont démontré que des simulations monophasiques (air seulement) sont suffisantes pour bien décrire le débit, en comparant avec les résultats du PIV (débit réel). Ils ont aussi démontré que les avantages thermiques de l'air peuvent être obtenus si la position de la buse vis à vis de l'outil est exploitée. Des comparaisons entre l'MQCL et de arrosage conventionnel et usinage à sec lors d'essais de fraisage de plastique à renfort fibre de carbone (PRFC) ont montré que les avantages de l'MQCL, notamment un usage réduit et une plus grande efficacité géométrique de la pièce usinée, peuvent être obtenus si les paramètres d'atomisation sont choisis pour une lubrification suffisante et taille SMD appropriée.
|
207 |
Pull-through failure of bolted composite jointsChen, Zao January 2013 (has links)
The design and certification of composite aircraft structures requires extensive and costly testing of bolted joints since no robust predictive tools are available. The majority of investigations in this field focus on the shear loading of bolted carbon fibre-reinforced polymer matrix composites while studies on the behaviour of pull-through are limited. Thus, this work presents an extensive investigation of the factors affecting bolted composite panels subjected to out-of-plane loading with the objective to develop a semi-empirical predictive model. First, an experimental investigation is presented where the influence of fastener size and laminate thickness was systematically studied. The effect of the laminate layup and fastener clamping torque was also examined. Specimens manufactured from out-of-autoclave carbon-epoxy prepregs were transversely loaded in an electromechanical testing machine. The load-displacement response was measured and the failure mechanisms were examined by optical microscopy. Relatively thick specimens were used to ensure that the head depth of the countersink fasteners did not exceed seventy percent of the laminate thickness. Second, numerical analysis was conducted to predict joint failure by using a simplified axisymmetric 3-D finite element approach. Contact elements were used under the region of the fastener head and the failure was predicted using the maximum principal strain criterion. The experimental results showed that failures were dominated by inter-ply delamination and through-thickness shear failure of the laminate. A conical damage zone was found under the fastener head with damage radially dispersed from the fastener hole. The opening angles of the cones varied with the fastener head geometry. The load-displacement behaviour was affected by the fastener type. The finite element analysis showed that a concentrated shear stress area under the fastener head caused the cone damage initiation. Maximum fibre direction stresses and out-of-plane shear were both found near the fastener hole on the opposite side of the loading face. Transverse deformation and inter-laminar shear caused the final failure in the form of inter-ply delamination. The numerical analysis also indicated that the pull-through load resistance was more sensitive to the contact area under the fastener head and the head geometry than to the fastener shank size. Finally, a semi-empirical equation for the prediction of the pull-through resistance that includes the joint characteristic factors was developed. / La conception et la certification des structures aéronautiques en matériaux composites avec assemblages boulonnés nécessitent un important programme de tests très coûteux car il n'existe pas d'outils de prédiction robuste de la rupture des joints boulonnés. La majorité des études dans ce domaine portent sur la résistance en cisaillement des boulons alors que les études sur le comportement hors plan des assemblages boulonnés sont très limitées. Ainsi, cette thèse présente une étude approfondie des facteurs affectant les assemblages boulonnés en matériau composite soumis à des charges hors plan avec l'objectif de développer un modèle semi-empirique de la charge de rupture du joint. Premièrement, une étude expérimentale est présentée où l'influence du diamètre du boulon et de l'épaisseur du laminé est menée de façon systématique. L'effet de la configuration du laminé et du couple de serrage a aussi été étudié. Des échantillons fabriqués hors-autoclave composés de fibres de carbone pré-imprégnées d'une matrice époxy ont été chargés transversalement dans la machine d'essai électromécanique. La courbe force–déplacement a été mesurée et les mécanismes de rupture ont été examinés par microscope optique. Des échantillons relativement épais ont été utilisés pour s'assurer que l'épaisseur de la tête du boulon n'excède pas soixante-dix pourcent de l'épaisseur du laminé. Deuxièmement, des simulations numériques par la méthode des éléments finis ont été effectuées afin de prédire la rupture de l'assemblage en utilisant un modèle 3-D axisymétrique simplifié. Des éléments de contact ont été utilisés sous la région de la tête de vis et la rupture a été prédite en utilisant le critère de déformation principale maximale. Les résultats expérimentaux ont montré que les mécanismes de rupture comportent un délaminage inter-pli et un cisaillement à travers l'épaisseur du laminé. Une zone d'endommagement conique a été observée sous la tête du boulon avec des fissures réparties radialement autour du trou. Les angles d'ouverture des cônes varient selon la géométrie de la tête de vis. Le comportement charge-déplacement variait en fonction du type de boulon. L'analyse par éléments finis a démontré qu'une concentration de contraintes de cisaillement située sous la tête du boulon causait l'initiation des dommages conique. Les contraintes de tension maximale et de cisaillement hors-plan ont été observées près du trou, du côté opposé de la charge. La déformation transversale et le cisaillement inter-laminaire causent la rupture finale sous forme de délaminage inter-pli. Le modèle numérique indique également que la résistance au chargement hors plan est plus sensible à la région de contact sous la tête du boulon et sa géométrie. Finalement, une équation semi-empirique pour prédire la résistance hors plan des joints boulonnés a été développée.
|
208 |
Experimental investigation of fully developed flows of a Newtonian fluid in straight rectangular ducts with adjacent open and porous-metal-foam domainsMedvescek, James January 2013 (has links)
Over the last two decades, porous metal foams (which have very high values of surface-area-to-volume ratio, of the order of 10,000 square meters per cubic meter; and values of porosity in the range 0.85-0.98) have been increasingly used in devices for heat transfer (ultra-compact heat exchangers and heat sinks; heat pipes; and loop heat pipes), filtration, catalytic conversion, and acoustical control. In computational methods for thermofluid optimization of such devices, cost-effective modeling of fluid flows in adjacent open and porous-metal-foam domains is done using two different, but compatible, sets of volume-averaged governing equations; and at the interface between these domains, the intrinsic-phase-averaged pressure, phase-averaged fluid velocity, and normal stress are assumed to be continuous, and a tangential stress-jump condition, with two adjustable coefficients, is imposed. Accurate experimental data for determining these adjustable coefficients and establishing possible laminar-turbulent transition criteria for the aforementioned flows are urgently needed. In the present work, an experimental investigation of fully developed flows of air in a straight, uniform, rectangular duct of high cross-sectional aspect ratio and containing open and porous-metal-foam domains was undertaken. These flows are akin to those studied in the classical Beavers-Joseph problem. Four different porous metal foams (with nominal pores per inch designations of 20, 40, 60; nominal thickness of 12.7 mm; and porosity in the range 0.85-0.94) were considered. An experimental facility was specially designed and constructed to allow test-section configurations of nominal open-domain heights of 0 (completely filled with porous metal foams), 3.175 mm, 6.35 mm, and 12.7 mm. The nominal width and length of the test section was fixed at 152.4 mm and 457.2 mm, respectively. The top wall of the test section had 64 wall-static-pressure taps and also a wall-shear-stress sensor, which was redesigned (improved) from an earlier version. The airflow rates were measured using a Venturi tube (specially designed, constructed, and calibrated for this work) and a bank of laminar flow elements. An analytical solution for laminar fluid flows in the problems of interest was adapted from other works in the published literature. The results obtained from experiments undertaken for benchmarking tasks, characterization of the porous metal foams (photomicrographs; ligament, pore, and cell effective diameters; and porosity), and calibration of the wall-shear-stress sensor are presented and discussed. Data from experiments undertaken to determine the permeability and dimensionless form-drag coefficient of the porous metal foams were processed using four different approaches, and the results are presented and comparatively discussed. Comprehensive sets of experimental data collected for airflows in adjacent open and porous-metal-foam domains (in the laminar, transitional, and turbulent regimes) are presented and discussed. These experimental data, the analytical solution for such problems with laminar flows, power-spectral-density (PSD) plots of the instantaneous wall-shear-stress measurements, and the requirements for physically tenable values for the laminar-flow results were collectively used to obtain guidance regarding laminar-turbulent transition, and then deduce the two coefficients in the interfacial jump condition on the shear stress. For flows through test sections completely filled with the porous metal foams, the data collected were used to obtain a Darcy friction factor as a function of a Reynolds number (both based on the superficial velocity of the air and the effective diameter of the metal-foam ligaments). The data collected in the experiments on flows in test sections with adjacent open and porous domains were used to obtain the open-domain Darcy friction factor as a function of the corresponding Reynolds number. These results are presented and discussed. / Au cours des deux dernières décennies, les mousses métalliques poreuses, MMP, (ayant des valeurs très élevées de superficie d'échange thermique volumétrique, de l'ordre de 10 000 mètres carrés par mètre cube, et valeurs de la porosité de 0,85 à 0,98) sont devenues de plus en plus commun dans plusieurs domaines: le transfert thermique (échangeurs de chaleur ultracompacts, dissipateurs de chaleur, caloducs et des caloducs en boucle), la filtration; la conversion catalytique; et l'acoustique. Les simulations numériques d'écoulements en domaines ouvert / de MMP adjacents se font en résolvant deux équations différentes (moyennées volumétriquement), correspondant aux deux domaines différents. À l'interface de ceux-ci, la pression intrinsèque (moyennée), la vélocité du fluide (moyenné), et la contrainte normale sont supposées être continues, et une discontinuité de la contrainte tangentielle à l'interface, avec deux coefficients réglables, est imposée. La connaissance de ces coefficients réglables, et l'établissement de critères de transition laminaire-turbulent pour ces types d'écoulements nécessitent urgemment des données expérimentales précises. Le travail ci-inclus comprend une étude expérimentale d'écoulements d'air pleinement développés, en canal rectangulaire et uniforme, de rapport largeur/hauteur élevé, et contenant des domaines ouvert / de MMP adjacents. De tels écoulements ressemblent à ceux étudiés dans le problème Beavers-Joseph. Quatre MMP différentes (ayant des pores de tailles nominaux de 20, 40, 60 pores par pouce, une épaisseur nominale de 12,7 mm, et des porosités allant de 0,85 à 0,94) furent examinées. Un dispositif expérimental fut conçu et construit pour permettre des configurations d'hauteurs du domaine ouvert dans la section de mesure de 0 (complètement rempli de MMP), 3,175 mm, 6,35 mm, et 12,7 mm. La largeur nominale et la longueur de la section de mesure furent fixées à 152,4 mm et 457,2 mm, respectivement. La paroi supérieure de la section de mesure possède 64 prises de pression statique et un capteur de contrainte de cisaillement à la paroi. Les débits d'air furent mesurés en utilisant un tube de Venturi (spécialement conçu, construit, et étalonné pour ce travail) et une banque d'éléments laminaires. Les résultats obtenus des expériences menées pour i) des tâches d'analyse comparative; ii) la caractérisation des mousses métalliques (microphotographes; diamètres effectifs des ligaments, des pores et des cellules; porosité); et iii) l'étalonnage du capteur de contrainte de cisaillement sont présentés et interprétés. Les données provenant des expériences mesurant la perméabilité et le coefficient adimensionnel de traînée de forme des MMP furent déterminées selon quatre approches différentes, et comparées. Des ensembles de données expérimentales recueillies en écoulements d'air en domaines ouvert / poreux adjacents (dans les régimes laminaire, de transition, et turbulent) furent présentés et analysés. Ces données, la solution analytique de tels écoulements laminaires, les densités spectrales de puissance des mesures instantanées de la contrainte de cisaillement à la paroi, et les conditions nécessaires correspondantes au régime laminaire furent collectivement utilisées pour obtenir des indicateurs concernant la transition laminaire-turbulent, et pour déduire les deux coefficients dans la condition de discontinuité de la contrainte de cisaillement à l'interface. Les données provenant des mesures dans lesquelles le canal était complètement rempli de MMP furent utilisées pour calculer un coefficient de frottement de Darcy en fonction du nombre de Reynolds (basé sur la vélocité superficielle de l'air et le diamètre effectif des ligaments de la MMP). Les données recueillies dans les expériences en domaines ouverts / poreux adjacents furent utilisées pour obtenir le coefficient de frottement de Darcy (du domaine ouvert) en fonction du nombre de Reynolds correspondant. Ces résultats sont présentés et interprétés.
|
209 |
Combustion synthesis of chromium-chromium sulfide CERMETS for ballistic protectionCapozzi, Alexander January 2013 (has links)
A method was developed to synthesize chromium-chromium sulfide (Cr-CrS) cermets (ceramic-metal composites) without the use of a hot isostatic press. This synthesis method allowed for the production of materials that range from almost pure ceramics to highly metalized cermets. These materials were then impacted under ballistic loading to determine if a change in properties occurred as the cermet became more metalized. Six techniques were developed to increase the quality of cermet samples: controlling the rheology of the molten precursor mixture, vacuum degassing the molten precursor mixture, preheating the mould before pouring in the molten green mixture, using the vortex mixer to process mixtures of higher viscosity, reacting the precursor mixture under high pressure of an inert gas, and directional solidification of the cermet after reaction. Ballistic trials revealed that under certain conditions ductile-like behaviour was observed in Cr-CrS cermets. Perhaps even more interestingly, these tests revealed that even the ceramic phase seemed to support this ductile-like behaviour. / Une technique de synthèse a été développée pour fabriquer des cermets (composites en céramique et métal) de chrome et sulfide de chrome (Cr-CrS) sans avoir besoin d'une presse isostatique. Cette technique peut être employé pour fabriquer des matériaux qui sont presque des céramiques purs jusqu'aux cermets avec une concentration de métal élever. Des échantillons ont été soumis à des tests balistiques pour déterminer si les propriétés du cermet changent avec la concentration de métal. Six techniques ont été développées pour améliorer la qualité des échantillons : contrôle de la rhéologie du mélange précurseur fondu, dégazage sous vide du mélange précurseur fondu, préchauffage de la moule, utilisant un agitateur vortex pour les mélanges de viscosité plus élevée, synthèse du cermet sous haute pression de gaz inerte, et la solidification dirigée du cermet après la réaction. Des essais balistiques ont révélé que, sous certaines conditions, les cermets Cr-CrS—y compris la phase céramique—ont démontré une certaine ductilité.
|
210 |
Numerical analysis of airfoils with gurney flaps at low reynolds numberRoy, Valentin January 2013 (has links)
A two-dimensional numerical investigation was performed to determine the effect of a Gurney flap on symmetric and cambered airfoils at very low Reynolds number. A Gurney flap is a device consisting of a small tab attached at the trailing edge and perpendicular to the chord line of the airfoil. Originally installed on a race car wing, a Gurney flap was proven to have a positive influence on the lift to drag ratio, and leading therefore to better efficiency and performance. First studies of Gurney flap showed that the optimal length of such a device is in the order of 1-4% of the chord length. The increase in lift comes primarily from the increased effective camber of the airfoil without disturbing the upper surface flow. The flow field around the airfoil is numerically studied in this thesis using an efficient numerical analysis based on a pseudo-time integration method using artificial compressibility. Gurney flap of sizes ranging from 1 to 4% of the airfoil chord were studied. The numerical solutions show the pressure distribution along the airfoil and flap as well as the lift and drag coefficients. The streamline contours illustrating the flow separation regions have also been generated. The influence of the flap length and the angle of attack on the aerodynamic coefficients was thoroughly studied. / Une etude numérique bi-dimensionelle a été menée afin de determiner l'influence de la présence d'un aileron de type Gurney sur des profils d'aile symétriques et cambrés pour de très faibles nombres de Reynolds. Un rabat Gurney consiste en une petite pièce droite fixée au bord de fuite de l'aile et perpendiculaire à la corde de celle-ci. A l'origine installé sur l'aileron d'une voiture de grand tourisme, il a été observe que le rabat Gurney pouvait augmenter le coefficient de portance sans toutefois déteriorer le rapport portance/trainée, resultant ainsi en de meilleures performances. Les premières etudes faisant intervenir le rabat Gurney ont montrées que la longueur optimale de ce dernier est de l'ordre de 1 a 4% de la corde. L'augmentation de la portance vient premièrement du fait de l'augmentation effective de la cambrure de l'aile, sans toutefois venir perturber l'écoulement extrado. Le champ aérodynamique autour de l'aile a été calculé numériquement par le biais d'un schema numérique base sur une méthode d'intégration en pseudo-temps incluant le concept de compressibilité artificielle. Des volets dont la taille varie de 1à 4% de la corde de l'aile ont été etudiés. Des visualisations incluant les lignes de courant ainsi que les zones de recirculation ont également été génerées Cette etude détaille l'influence des parameters nombre de Reynolds, configuration de l'aile, angle d'attaque, taille du rabat sur l'écoulement.
|
Page generated in 0.0454 seconds