TEP 4160 AERODYNAMIKK. Program VortexLattice; brukerveiledning

Like dokumenter
AERODYNAMIKK. Aerodynamsike prinsipper som forklarer hvorfor vi flyr, og hva som skjer når vi ikke gjør det... hlsk.no 1

TDT4102 Prosedyre og Objektorientert programmering Vår 2015

Sikkerhetsmøte Faktorer som påvirker Steile hastighet.

TDT4102 Prosedyreog objektorientert programmering Vår 2016

TDT4102 Prosedyreog objektorientert programmering Vår 2016

Hvor i koordinatsystemet flyr dronen?

(samme dreiemoment fra sider som støter opp til en kant). Formen må være en generalisering av definisjonsligningen

MA-132 Geometri Torsdag 4. desember 2008 kl Tillatte hjelpemidler: Alle trykte og skrevne hjelpemidler. Kalkulator.

MA1201 Lineær algebra og geometri Løsningsforslag for eksamen gitt 3. desember 2007

år i alder x i tid y i i=1 (x i x) 2 = 60, 9

Kort norsk manual Hvordan komme i gang:

TDT4102 Prosedyre og Objektorientert programmering Vår 2014

Institutt for matematiske fag EKSAMEN i MA-132 Geometri Torsdag 4. desember 2008 kl Oppgave 1

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

ting å gjøre å prøve å oppsummere informasjonen i Hva som er hensiktsmessig måter å beskrive dataene på en hensiktsmessig måte.

Inf109 Programmering for realister Uke 5. I denne leksjonen skal vi se på hvordan vi kan lage våre egne vinduer og hvordan vi bruker disse.

Løsningsforslag eksamen 18/ MA1102

Om plotting. Knut Mørken. 31. oktober 2003

TDT4102 Prosedyre og Objektorientert programmering Vår 2014

(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

UNIVERSITETET I OSLO

Grensesjikts approksimasjon. P.-Å. Krogstad

Elektrisk potensial/potensiell energi

Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag Side 1 av 7 L SNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I SIF5009 MATEMATIKK 3 Bokmål Man

TMA4105 Matematikk 2 vår 2013

FLYGETEORI Bok 1 Michael Katz Nedre Romerike Flyklubb michael@katz.no 5. august 2009

UNIVERSITETET I OSLO

FY1006/TFY Løsning øving 9 1 LØSNING ØVING 9

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

Løsningsforslag til eksamen i MA1202/MA6202 Lineær algebra med anvendelser høsten 2009.

Oblig2 - obligatorisk oppgave nr. 2 (av 4) i INF1000 h2006

Løsningsforslag til Øving 9 Høst 2014 (Nummerne refererer til White s 6. utgave)

EKSAMEN I FAG SIF 4014 FYSIKK 3 Onsdag 13. desember 2000 kl Bokmål. K. Rottmann: Matematisk formelsamling

UNIVERSITETET I OSLO

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

x n+1 = x n f(x n) f (x n ) = x n x2 n 3

11 Nye geometriske figurer

Øving 3. Oppgave 1 (oppvarming med noen enkle oppgaver fra tidligere midtsemesterprøver)

super:bit-oppdraget Lærerveiledning Versjon 1, august 19.

KYBERNETIKKLABORATORIET. FAG: Dynamiske systemer DATO: OPPG.NR.: DS3 MOTOR GENERATOROPPGAVE I

dg = ( g P0 u)ds = ( ) = 0

UNIVERSITETET I OSLO

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Oblig2 - obligatorisk oppgave nr. 2 (av 4) i INF1000 v2008

Homogene lineære ligningssystem, Matriseoperasjoner

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

Last ned GIS - Jan Ketil Rød. Last ned. Last ned e-bok ny norsk GIS Gratis boken Pdf, ibook, Kindle, Txt, Doc, Mobi

Geometra. Brukermanual. Telefon:

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO

Debugging. Tore Berg Hansen, TISIP

FYS-MEK 1110 Løsningsforslag Eksamen Vår 2014

Løsningsforslag til eksamen i SIF4072 KLASSISK FELTTEORI Onsdag 28. mai 2003

Institutt for fysikk Fakultet for naturvitenskap og teknologi. Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Onsdag 6.

Enkel introduksjon til kvantemekanikken

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2008

Oblig2 - obligatorisk oppgave nr. 2 (av 4) i INF1000

Oblig2 - obligatorisk oppgave nr. 2 (av 4) i INF1000 v2009

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

TMA4122/TMA4130 Matematikk 4M/4N Høsten 2010

EKSAMEN I FAG SIF4065 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Fakultet for naturvitenskap og teknologi 13. august 2002 Tid:

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Viktige læringsaktiviteter

3. obligatoriske innlevering, høsten 2014

41070 STABILITET I ELKRAFTSYSTEMER

Kurs. Kapittel 2. Bokmål

Finne løsninger på ligninger numerisk: Newton-Raphson metoden og Fikspunktiterasjon MAT111, høsten 2017

Side av 5 fra matriseteori har vi at en symmetrisk matrise alltid er ortogonalt diagonaliserbar. Det vil si at X kan skrives på formen X = M M (6) der

F. Impulser og krefter i fluidstrøm

Eksamen i Elementær Diskret Matematikk - (MA0301)

UNIVERSITETET I OSLO

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 9. Løsningsforslag

Menylinje og de vanligste funksjonene. Her gjør du de tilpasningene du trenger.

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

Differensjalligninger av førsteorden

x F B/2 A w L=220m MATLAB Numerisk integrasjon

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

EKSAMEN I EMNE TDT4195/SIF8043 BILDETEKNIKK ONSDAG 19. MAI 2004 KL

Matlab-tips til Oppgave 2

EKSAMENSOPPGAVE / EKSAMENSOPPGÅVE

UNIVERSITET I BERGEN

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

Punktladningen Q ligger i punktet (3, 0) [mm] og punktladningen Q ligger i punktet ( 3, 0) [mm].

SALG > KOSTNAD når mer enn 100 produkt selges. Virksomheten går da med overskudd.

1 MÅL PRØVETAKING TESTING AKSEPTKRITERIER RAPPORTERING DRØFTING KOSTNADER...8

Kan vi forutse en pendels bevegelse, før vi har satt den i sving?

Oppgave 14 til 9. desember: I polynomiringen K[x, y] i de to variable x og y over kroppen K definerer vi undermengdene:

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

Eksamensoppgave i TMA4255 Anvendt statistikk

Løsningsforslag til Øving 6 Høst 2016

TMA4115 Matematikk 3 Vår 2017

TMA4240 Statistikk Høst 2009

TMA4140 Diskret Matematikk Høst 2018

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE SIB 6005 GEOMATIKK-1. Torsdag 25. november 1999 Tid:

2 n+2 er konvergent eller divergent. Observer først at; 2n+2 2 n+2 = n=1. n=1. 2 n > for alle n N. Denne summen er.

Fagdag CAS-trening

1 Introduksjon GeoGebra 2 Speiling, rotasjon og parallellforskyvning 3 Perspektivtegning 4 Symmetriakser

[B] (11) UTLEGNINGSSKRIFT JVn

Transkript:

Norges teknisk naturvitenskapelige universitet NTNU Fakultet for Ingeniørvitenskap og teknologi Institutt for Energi- og Prosessteknikk TEP 4160 AERODYNAMIKK Program VortexLattice; brukerveiledning Per-Åge Krogstad Mai 2006 Bakgrunn: VortexLattice.f er et fortran 77 program som beregner løftfordelingen for en 3-dimensjonal vinge etter metoden beskrevet i J.J. Bertin, Aerodynamics for Engineers, Kapittel 7.5. Vingen, som antas å være symmetrisk og ha en symmetrisk lastfordeling (dvs flyr rett frem), deles opp i et antall paneler spesifisert av brukeren. I hvert panel legges det inne en hesteskovirvel fra x=! via panelets kvartkorde og tilbake til x=!. Dette impliserer at vingen forventes å fly langs x-aksen i retning mot negativ x. Hvor du plasserer vingen på x-aksen er derimot irrelevant. Summen av de induserte hastighetene i et kontrollpunkt på hvert panel justeres slik at den balanseres av normalkomponenten til fristrømshastigheten i dette punktet. Derved får man et sett med lineære ligninger for å bestemme hver enkelt virvelstyrke. Disse bestemmes ved å løse ligning 7.42 i boken. Programmet ser bort fra vingeprofilets tykkelse og antar at vingens kordelengde varierer lineært som funksjon av vingespennet, dvs det betrakter vingen som et tynt seil spesifisert av camber flaten hvor vingens forkant og bakkant utgjøres av rette linjer. Brukeren spesifiserer koordinatene til camberlinjen ved vingens rot og dette profilet antas å gjelde for hele vingen. Programmet kan håndtere variasjon i de fleste parametre som styrer vingens løftfordeling, dvs. brukeren kan variere følgende parametre: a) Sweep-vinkel for kvartkorden b) Dihedral eller anhedral vinkel (positiv input-vinkel gir dihedral) c) Vingevridning (positiv vinkel innebærer en reduksjon i angrepsvinkel utover vingen) d) Taperforhold (spesifisert som forholdet mellom kordelengden for tipp profil dividert med kordelengden for roten) e) Sideforhold (AR=b 2 /A, hvor b er vingespennet og A er vingens areal). (Merk at sideforholdet er en størrelse som i programmet beregnes fra lengden som spesifiseres Side 1

for rotkorden, vingespennet og taperforholdet under antagelse av lineær variasjon i korden utover vingen.) Bruk av programmet: Fortrankoden er skrevet i standard F77 og kan kompileres på en hvilken som helst fortran kompilator. Etter kompilering må man generere en input fil kalt rot.dat. Her tabellerer man koordinater for camberlinjen for roten i fritt format. NB! Man kan spesifisere data enten i fysiske enheter eller som normaliserte data, f.eks. normalisert med vingespennet eller rotkorden. Hvis man spesifiserer dimensjonsløse koordinater må den samme lengdeskalaen brukes også i alle andre variable. F.eks. vil spesifikasjonen av camberlinjen for det camberløseprofilet beregnet i bokens Eksempel 7.2 være 0,0 0.2,0 hvis man bruker bare 2 koordinater eller f.eks. 0,0 0,05,0 0.1,0 0.15,0 0.2,0 hvis man bruker 5 koordinater. (Men koordinatene trenger ikke være spesifisert med konstant intervall som her...) a) Når programmet startes, spør programmet om hvor mange koordinatsett (Nx) det er i rot.dat filen. Det genereres Nx-1 paneler i strømretningen og tilsvarende antall virvler. b) Dernest spør programmet om hvor mange virvler (Ny) man ønsker å bruke utover vingespennet fra senterlinjen til vingetippen. I beregningene beskrives da vingen av Nx*(Ny+1) koordinatsett og det genereres derfor (Nx-1)*Ny virvler. Den innebygde begrensningen i programmet er Nx<10 og Ny<20. En feilmelding genereres hvis man prøver å spesifisere for mange virvler. c) Neste input linje er taperforholdet (eller tipp/rot-kordeforholdet som det er kalt i programmet) og vingens halvbredde. d) Dernest spesifiseres vinklene for sweep-, twist- og dihedral. e) Til slutt spesifiserer man vingens angrepsvinkelen målt i forhold til x-aksen. (Merk! Det er fullt mulig å generere en vingegeometri som er tilfeldig orientert i rommet slik at den har en innebygget geometrisk angrepsvinkel i forhold til koordinatsystemet som brukes. Beregningsmessig er det likevel retning mellom den innkommende hastighetsvektor og x-aksen som skal spesifiseres som angrepsvinkelen.) Merk: Fordi programmet løser den lineære ligningen 7.42 i boken vil løftet generert av vingen avhenge lineært av angrepsvinkelen. Men fordi profilets camberlinje varierer over vingen vil høyre side i ligningen inneholde en off-set fra dz/dx slik at formen blir av type Side 2

A*alfa+B. Man må derfor beregne løftet for minst 2 angrepsvinkler før man kan plotte opp den generelle løftkurven for vingen. Etter disse input parametre beregner programmet den normaliserte sirkulasjonsfordelingen, Gamma*=!/4"U! (se ligning 7.48 i boken) som senere omdannes til løftkoeffisient for hvert panel. Disse skrives ut på skjem og i filen Vortex.dat sammen med koordinatinformasjon etc. Den totale løftkoeffisienten for vingen skrives også ut. Eksempel: Som et eksempel på bruk av programmet beregner vi her vingen som er vist i Eksempel 7.2 i boken. Utskrift fra skjermen er gitt lenger bak (hvor brukerens input er uthevet i rødt). Vi spesifiserer 2 koordinatpar som gir 1 virvel i strømretningen og ber om å få 4 virvler utover vingen. Taperforholdet er 1 (konstant kordelengde) og halvbredden er 0.5, alt skalert med det totale vingespennet, b. Sweep-, twist- og dihedralvinkler er henholdsvis 45, 0 og 0 grader. Vi velger en tilfeldig angrepsvinkel på 5 grader noe som gir en integrert løftekoeffisient for hele vingen på C L =0.301. Beregningene i boken sier at C L =1.096"# som for 5 graders angrepsvinkel gir C L =1.096" 5 " = 0.3005, så beregningene fra programmet gir eksakt det 180 samme som læreboken. Figuren under viser løftfordelingen utover vingespennet. Vi har også beregnet fordelingen med henholdsvis 8 og 16 virvler utover vingespennet og vi ser at med flere virvler får vi en bedre tilpasning til måledataene ute ved vingetippen. Med uendelig antall virvler vil løftfordelingen ved tippen falle til 0. Skjermutskrift: Side 3

$./VortexLattice Vortex Lattice beregning av 3D vinge. Vingen defineres ved at et sett koordinater spesifiseres for camberlinjen paa rot korden. Ut fra sweep- og dihedralvinkler og sideforholdet beregnes resten av vingen under antagelse om lineaer koordinatfordeling. Spesifiser antall koordinater i korderetningen, Nx: 2 Beregningene foretas med 1 virvler i stroemretningen. Hvor mange virvler, Ny, vil du bruke utover vingespennet? 4 2 koordinatpar leses inn fra filen rot.dat... 0. 0. 0.20000000 0. Spesifiser tipp/rot-kordeforholdet, og vingens halve bredde: 1,0.5 Sweep-, twist og dihedralvinkler i grader: 45,0,0 Dette gir en vinge med sideforhold, AR= 5.00 Angrepsvinkel i grader: 5 Vingeberegning med Vortex Lattice Metode ***************************************** Normaliserte virvelstyrke Gamma*=Gamma/(4*pi*Uinf) : ********************************************************** Vingegeometri: X= 0.2000 0.3250 0.4500 0.5750 0.7000 Y= Z= Side 4

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 Koordinater til kontrollpunktene: XP= 0.2125 0.3375 0.4625 0.5875 YP= 0.0625 0.1875 0.3125 0.4375 ZP= 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 Gamma* = 0.0024 0.0025 0.0025 0.0022 Løftkoeffisient for vingeprofilene ved angrepsvinkel= 5.00 grader: ******************************************************************** 0.2994 0.3151 0.3140 0.2737 Løftkoeffisient for hele vingen = 0.301 ******************************************* Side 5