Πειραματική μελέτη κατακόρυφων κατανομών ταχυτήτων σε ελεύθερη ροή αεροσήραγγας
Loading...
Date
2026-07-08
Authors
Παναγιώτου, Ιωάννης
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μια προκαταρκτική πειραματική μελέτη του ροϊκού πεδίου στην έξοδο της αεροδυναμικής σήραγγας ανοικτού κυκλώματος του Εργαστηρίου Μηχανικής των Ρευστών και Εφαρμογών αυτής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της έρευνας είναι η αξιολόγηση της ομοιομορφίας της κατακόρυφης κατανομής των ταχυτήτων στην έξοδο του ορθογώνιου αγωγού.
Η πειραματική μεθοδολογία βασίστηκε στη λήψη μετρήσεων στιγμιαίας διαφορικής πίεσης και θερμοκρασίας με τη χρήση μετρητικού σωλήνα Pitot (σχεδιασμού Prandtl). Το όργανο μετακινήθηκε χειροκίνητα μέσω τραβέρσας σε ένα χωρικό πλέγμα 7 οριζόντιων και 14 κατακόρυφων θέσεων, καλύπτοντας λεπτομερώς το κάτω ημι-επίπεδο της διατομής δοκιμών. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν για τρεις διακριτές συχνότητες λειτουργίας του ανεμιστήρα (20 Hz, 35 Hz και 50 Hz), οι οποίες ελέγχονταν μέσω ρυθμιστή στροφών (inverter). Η συλλογή των δεδομένων υλοποιήθηκε μέσω μικροελεγκτή Arduino και του λογισμικού LabVIEW, καταγράφοντας N=1000 δείγματα ανά θέση με συχνότητα δειγματοληψίας 25 Hz για συνολικό χρόνο 40 s.
Ακολούθησε η στατιστική επεξεργασία των χρονοσειρών ταχύτητας μέσω Συναρτήσεων Πυκνότητας Πιθανότητας (PDF) και Αθροιστικών Συναρτήσεων Κατανομής (CDF) επιβεβαίωσε την χωρική ομοιομορφία, σταθερότητα του αδιατάρακτου πυρήνα της ροής. Αντίθετα, πλησίον των στερεών τοιχωμάτων αποτυπώθηκε η ανάπτυξη οριακού στρώματος με ισχυρές διατμητικές τάσεις και υψηλή διασπορά τιμών. Στην κατώτερη συχνότητα των 20 Hz ανιχνεύθηκαν έντονα φαινόμενα ανακυκλοφορίας της ροής, γεγονός που καθιστά τη λειτουργία σε αυτό το καθεστώς ακατάλληλη.
Description
Keywords
Αεροδυναμικές σήραγγες, Κατανομή ταχύτητας, Οριακά στρώματα, Συναρτήσεις PDF/CDF, Ανάλυση αβεβαιότητας