Grundlæggende fluid mekanik

Relaterede dokumenter
Bernoulli s lov. Med eksempler fra Hydrodynamik og aerodynamik. Indhold

Opdrift og modstand på et vingeprofil

Måling af turbulent strømning

Kuglers bevægelse i væske

Kræfter og Energi. Nedenstående sammenhæng mellem potentiel energi og kraft er fundamental og anvendes indenfor mange af fysikkens felter.

Placering af vindmøller Denne øvelse er lavet af: Lavet af Martin Kaihøj, Jørgen Vind Villadsen og Dennis Noe. Rettet til af Dorthe Agerkvist.

KAN MAN SE VINDEN? HVAD ER VIND? LUFTTRYK VI MÅLER LUFTTRYKKET

Energitekniske grundfag 5 ECTS

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser

Program: Dimensionering af vekslere. 11 April 2018 Fjernvarmenshus, Kolding

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser

Undervisningsbeskrivelse

En verden af fluider bevægelse omkring en kugle

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser

Danmarks Tekniske Universitet

Optimering af multifysisk-systemer

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Målinger i tanken til styring og optimering af beluftning

Måling af strømningshastighed og -profil ved hjælp af LDV. Matthew A. Rasmussen, Teknologisk Institut

Cresta Asah Fysik rapport 16 oktober Einsteins relativitetsteori

VEUD ekstraopgave Opgave nr

Undervisningsbeskrivelse

P2-gruppedannelsen for Mat og MatØk

Trænerguide del 1 Matematikleg Flex

Undervisningsbeskrivelse

Kræfter og Arbejde. Frank Nasser. 21. april 2011

ELEKTRISKE KREDSLØB (DC)

Beklædning af skelettet efter G-SOF metoden Del 2. SOFbyg skin2

Undervisningsbeskrivelse

De forunderlige hvirvler

Dobbelt sender detektor med 4 kanals frekvenser. 1. Funktioner. 2. Produkt gennemgang

Køleskabe, virkemåde og gode råd. Næsten alle autocampere er udstyret med et såkaldt absorptionskøleskab, og det er vel den tekniske indretning der

Dokumentation - Del 3 Måling og modellering af turbulent strømning og partikelspredning

Undervisningsbeskrivelse

aerodynamik kapitel 1

Tilstandskontrol. ved hjælp af vibrationsanalyse

Undervisningsbeskrivelse

Anvendelser af integralregning

Måling af flow - Generelt INSA 1 / 14

Relativitetsteori. Henrik I. Andreasen Foredrag afholdt i matematikklubben Eksponenten Thisted Gymnasium 2015

Undervisningsbeskrivelse

Beluftning reducerer energiforbruget med 30-50%

Titel 4 Termodynamik Temperaturskalaer, varmekapacitet, smelte- og fordampningsvarme, længdeog volumen udvidelse, termodynamikkens 1.

Brug og Misbrug af logiske tegn

Beboernes perspektiver Hvad gør folk med den friske luft udefra og ind i boligen og hvorfor?

Den sproglige vending i filosofien

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 13

1. Tryk. Figur 1. og A 2. , der påvirkes af luftartens molekyler med kræfterne henholdsvis F 1. og F 2. , må der derfor gælde, at (1.1) F 1 = P.

Undervisningsbeskrivelse

Agenda. Flowcomputer / Purgesystem - Menu opsætning

Måling af niveau med mikrobølgeteknologi radar og guidet radar.

Resonans 'modes' på en streng

Heisenbergs Usikkerhedsrelationer Jacob Nielsen 1

Hvorfor lyser de Sorte Huller? Niels Lund, DTU Space

- erkendelsens begrænsning og en forenet kvanteteori for erkendelsen

Det Samfundsvidenskabelige Fakultet

U = φ. R = ρ l A. Figur 1 Sammenhængen mellem potential, φ og spændingsfald, U: U = φ = φ 1 φ 2.

Undervisningsbeskrivelse

Nedenfor er først en gennemgang af regler om eksamen, den praktiske afvikling.

Denne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website ( og må ikke videregives til tredjepart.

Gymnasieøvelse i Skanning Tunnel Mikroskopi (STM)

Studieplan. Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser. Oversigt over gennemførte undervisningsforløb. Termin aug 13 - jun 15

Integralregning Infinitesimalregning

MIRIAM Et international projekt med fokus på vejsektorens bidrag til en reduktion af CO2 udslippet

P2-projektforslag Kombinatorik: grafteori og optimering.

Undervisningsministeriets Fælles Mål for folkeskolen. Faglige Mål og Kernestof for gymnasiet.

Undervisningsbeskrivelse

1. G fysik Elevbog LaboratoriumforSammenhængendeUddan g n i r æ L g o e s l e n

Undervisningsbeskrivelse

Individer er ikke selv ansvarlige for deres livsstilssygdomme

Sabatiers princip (TIL LÆREREN)

Byg selv en lille vindrose

Undervisningsbeskrivelse

Stiga Oliesortiment. Original olie

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Torsdag d. 7. august 2014 kl

Spole vs. Acceleration

Bæredygtig frikøling af øl på Roskilde festival

Undervisningsbeskrivelse

INDRE MOTIVATION ER NØGLEN TIL SUCCES

Vi møder borgerne med anerkendelse

MOBIL LAB. Vindlaboratoriet VIND ENERGI. Introduktion Om vindlaboratoriet Opgaver og udfordringer Links og efterbehandling

Gyptone lofter 4.1 Akustik og lyd

Introduktion til Clamp-on flowmålere

Bilag 11. Søren: Transskriberet og kodet interview - ekstra

I vil kunne se at der er en forskel på jeres vægt når Ballongyngen kører rundt. 1. Hvornår er vægten størst og hvad er vægten?

Indhold. Side 2 af 11. Sammenfatning Baggrund Risici Mønsterdybde Lufttryk Vinterdæk om foråret... 4

Kommentarer vedr. Spørgsmål omkring vindmøller betydning for vind og kitesurfere ved Hanstholm

1. Beregn sandsynligheden for at samtlige 9 klatter lander i felter med lige numre.

Opdrift i vand og luft

Whiteboard eller PowerPoint?

Dynamik. 1. Kræfter i ligevægt. Overvejelser over kræfter i ligevægt er meget vigtige i den moderne fysik.

Undervisningsbeskrivelse

Byg selv en Savonius vindmølle

Brombærsolcellens Fysik

Udledning af Keplers love

Dette er den stillede opgave:

Rela2vitetsteori (i) Einstein roder rundt med rum og.d. Mogens Dam Niels Bohr Ins2tutet

Undervisningsbeskrivelse

Transkript:

Slide 1 Hvad er Fluid mekanik? Fluid er en fællesbetegnelse for væsker og gasser. Mekanik er en beskrivelse af den måde de opfører sig på i bevægelse. Fluid mekanik er altså en international betegnelse for det vi på dansk kalder Strømningslære. Slide 2 Historisk. Det er historisk set ikke nogen gammel videnskab. Man plejer at omtale tyskeren Ludwig Prandtl som grundlægger af den moderne fluid mekanik. Prandtl fremkom med det mest afgørende gennembrud for fluid mekanikken i 1904, nemlig Grænselagsteorien. Han bidrog siden i næsten 40 år med adskillige andre ting. Fluid mekanikken er altså sådan ca. 100 år gammel, og har fulgt den rivende teknologiske udvikling i dette århundrede. Page 1

Slide 3 Hvorfor er fluid mekanikken vigtig? Som sagt har der været en rivende teknologisk udvikling, hvor kravene har været at tingene skulle: bevæge sig hurtigere bruge mindre energi være sikrere koste mindre Dette kræver et meget detaljeret kendskab til hvad der foregår i strømmende medier. Kendskabet er igennem de sidste 100 år opnået ved teoretiske studier og forsøg. Slide 4 Fluid mekanik har en meget stor betydning inden for områderne: Luftfart og rumfart Elektricitetsfremstrilling Skibsfart Store bygningsværker: Broer, højhuse, skorstene Medicinsk og kirurgisk forskning Page 2

Slide 5 Slide 6 Beskrivelse ved brug af strømlinier Page 3

Slide 7 De grundlæggende værktøjer inden for fluid mekanik er: Kontinuitet Impuls Energi Vil blive behandlet efter tur, og nødvendig hjælpeværktøjer vil blive indført. Slide 8 Kontinuitet. Areal1 Hast.1 = Areal2 Hast.2 1 2 Page 4

Slide 9 Et legeme i en fluid: Potentialstrømning omkring en rund partikel Potentialstrømning : Ideel tabsfri strømning Slide 10 Impuls. Impuls = Masse Hastighed Impuls betyder bevægelsesmængde. Vi har hørt om det i fysiktimerne i skolen. Eksemplerne kunne fex. være sådan nogle som disse: Tab af impuls Bevarelse af impuls Page 5

Slide 11 Eksempel på impuls: Viskositet. To plader, der forskydes for hinanden: I begyndelsen. Efter nogen tid. Impuls, eller bevægelsesmængde spreder sig: diffunderer (ligesom lugt). Viskositeten er et mål for hvor hurtigt det går. Slide 12 Eksempel på impuls: Grænselag. Vi er nået frem til det som Prandtl beskrev i sin berømte afhandling fra 1904: Forståelsen af hvad et grænselag er. De nødvendige antagelser til at forstå strømning langs en overflade er: Fluiden hæfter på væggen (hastigheden er nul). Et sted ude fra overfladen er fluiden uforstyrret. Hastigheden er oppe på en såkaldt fristrømshastighed. Page 6

Slide 13 Eksempel på impuls: Grænselag. Fristrømshastighed. Retning for transport af impuls. Væg Slide 14 Energi. (potentiel energi) + (bevægelsesenergi) = konstant (potentiel energi) max + 0 = konstant 0 + (bevægelsesenergi) max = konstant 'Potentiel' energi Bevægelsesenergi tryk ~ potentiel energi (hastighed) 2 ~ bevægelsesenergi Page 7

Slide 15 Eksempel på energi: Potentialstrømning omkring en vinge + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Lav hastighed => Høj potentiel energi = Højt tryk (+) Høj hastighed => Lav potentiel energi = Lavt tryk (-) Slide 16 Forståelse af virkelige strømninger. Stabilitet Turbulens Afløsning Page 8

Slide 17 Stabiliteten af en fluid: Reynoldstal. Vi har snakket om bevægelsesenergi i en strømning. De kræfter, som er en følge af bevægelsesenergi, kalder vi for inerti-kræfter. Reynoldstal = Re = (Inerti-kræfter)/(Viskøse kræfter) Slide 18 Stabiliteten af en fluid: Turbulens. Små Reynoldstal Store Reynoldstal Laminar Omslag Turbulent Page 9

Slide 19 Eksempel: Laminare og turbulente grænselag. Laminar grænselag. Turbulent grænselag. Fristrømshastighed. Lille impulstransport Fristrømshastighed. Stor impulstransport Væg Slide 20 Afløsning af en fluid. Grænselag starter som meget tynde lag, mindre en tiendedele mm, og udvikler sig til tykkere lag. Det bliver sværere og sværere at føre impuls ned igennem det tykke grænselag. Eksempel på laminart grænselag 1 2 Page 10

Slide 21 Afløsning af en fluid. Tilbagestrømning. Fristrømshastighed. Fristrømshastighed. Væg, fex. en vinge. Hastigheden går den anden vej. Slide 22 Eksempel på afløsning: Grænselag over en vinge. Page 11

Slide 23 Gennemgang af det vi har været inde på. Fristrømning Strømlinie Grænselag Afløsningspunkt Slipstrøm Slide 24 Afsluttende. For at forstå et fænomen til bunds, kræver det i princippet at man kender alle relevante størrelser i ethvert punkt i strømningen. De størrelser man har brug for at kende er i hovedtræk: Tryk Hastighed Turbulens Teoretisk fluid mekanik er en meget matematisk orienteret disciplin. Mange af de eksempler der er beskrevet involverer meget komplicerede ligningssystemer, der kun kan løses ved computer-beregninger. De allerstørste computere, der er bygget er netop udviklet til det formål. Men selv om man har forsøgt at regne sig frem til løsninger, er det kun delvis lykkedes. Derfor er måling fortsat så vigtig en del af fluid mekanikken. Page 12