آزمایشگاه ایرودینامیک آزمایشگاه ایرودینامیک

آزمایشگاه آیرودینامیک ، واقع در دانشکده­ی علوم و فنون نوین، محلی است به منظور تحلیل جریان­های هوایی، طراحی اجسام پرنده، اجسام در معرض جریان باد مانند توربین بادی و هم­چنین تست نمونه­ های آزمایشگاهی در تونل باد. آزمایشگاه آیرودینامیک خود به دو بخش کلی، آزمایشگاه آیرودینامیک عددی به مدیریت دکتر مجتبی طحانی و آزمایشگاه آیرودینامیک تجربی به مدیریت دکتر مهران مصدری تقسیم ­بندی می ­شود. دانشجویان رشته ­ی هوا و فضا، گرایش آیرودینامیک، که پایان­ نامه ­هایشان در راستای تحلیل­های عددی جریان­های مختلف و یا در زمینه ­ی تست نمونه­ های آزمایشگاهی باشد، می­توانند از امکانات موجود استفاده نمایند.

 

آزمایشگاه آیرودینامیک عددی

در آزمایشگاه آیرودینامیک عددی، دانشجویانی که علاقه­مند به تحلیل و طراحی با استفاده از روش­ها و نرم ­افزارهای عددی، از جمله، ANSYS-Fluent، ANSYS-CFX ،OpenFoam و غیره باشند و یا علاقه ­مند به توسعه­ ی کدهای کامپیوتری در زبان­های MATLAB و غیره باشند، می­ توانند از کامپیوترها و سیستم­های موجود در این آزمایشگاه استفاده نمایند. در حال حاضر، آزمایشگاه آیرودینامیک عددی دانشکده علوم و فنون دانشگاه تهران، با قابلیت­های سخت­ افزاری، نرم ­افزاری و نیروهای متخصص در حال فعالیت می­باشد. دینامیک سیالات محاسباتی بصورت گسترده در زمینه­ های مختلف علمی و صنعتی مرتبط با مهندسی مکانیک سیالات، مهندسی هوافضا و بسیاری از علوم دیگر به کار گرفته می ­شود. موضوعات متفاوتی تاکنون در این آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفته است که به عنوان نمونه به چند مورد از آن­ها اشاره می­شود:

  • بررسی عددی و بهینه­سازی اثر تغییر هندسه نوک بال بر عملکرد آیرودینامیکی بال­های شناور اثر سطحی
  •  بررسی عددی ضرایب دمپینگ طولی یک بال سه بعدی
  •  بررسی آیرودینامیکی دنباله ایرفویل فوق بحرانی در حرکت پیچشی همراه با توقف ناگهانی
  •  بررسی اثرات فرکانس و دامنه نوسانات بر مشخصات آیرودینامیکی بالک نوسانی در رژیم مافوق صوت
  •  بررسی رفتار آیرودینامیک پره توربین باد
  • مدل­سازی و بهینه­ سازی توربین باد محور عمودی با هدف هدایت جریان خروجی
  •  بهینه سازی چندهدفه و بررسی عددی توربین محور افقی جزر و مدی
  •  بررسی پدیده Surge در کمپرسور سیکل گازی هنگام خنک­ کاری تراکم مرطوب
  • مدل­سازی عددی و بررسی پارامترهای هندسی بر عملکرد یک پرتابه نوعی کنترل­ شونده توسط کانارد.
  • بررسی تزریق جت سیال از نوک دماغه در جریان­های تراکم ­پذیر
  • و ....

این گروه ضمن علاقه­ مندی به همکاری با مجموعه­ های مرتبط جهت انجام پروژه­های مشترک، آمادگی لازم جهت ارائه مشاوره و برگزاری دوره­های آموزشی را دارا می­ باشد.

آزمایشگاه آیرودینامیک تجربی

این آزمایشگاه بر اساس نیاز مبرم دانشجویان و اساتید دانشگاه تهران به انجام تست های تجربی و تفهیم مفاهیم مرتبط با موضوعات تئوری رشته های مذکور، شکل گرفته است. از جمله محصولات این آزمایشگاه علاوه بر افزایش سطح علم عملی دانشجویان و اساتید دانشگاه، می توان به انجام پروژه های تجربی توسط دانشجویان و انجام تست روی کلان پروژه هایی از جمله سیستم های بدون سرنشین و .... که در حال حاضر در دانشکده در حال طراحی و ساخت می باشد، و موارد مشابه آتی اشاره نمود.

با توجه به هزینه های نسبتا بالای آزمایشات دقیق ایرودینامیکی و نیازمندی به تجهیزات پرهزینه، در این آزمایشگاه سعی شده است با تعاملات فی مابین آزمایشگاه­های دیگر در صنعت و همچنین دانشگاه های معتبر داخل و خارج کشور این مهم به بهترین نحو پوشش داده شود. همچنین در جهت کاهش تعداد تستها سعی می شود تا با روش های نوین از جمله DOE تعداد و زمان آزمایشات کمتر شده و نتایج دقیقتری حاصل شود.

این آزمایشگاه متشکل از دو تونل باد مادون و مافوق صوت بوده و درحال حاضر، تنها تونل باد نیمه صنعتی و صنعتی در دانشگاه تهران و جزو معدود تونلهای باد کشور بلحاظ تجهیزات و ساختار مناسب برای آزمایشات دقیق می باشد. توانمندی این آزمایشگاه در جهت اهداف بین رشته ای دانشکده علوم و فنون نوین تدوین شده و قادر به انجام پروژه های غیر هوافضایی ازجمله تست های آلودگی ریزگردها، تستهای شناسایی و آنالیز موجودات زیستی و ... می باشد. مشخصات تونل بادهای موجود به شرح ذیل می باشد:

·         مشخصات تونل باد مادون صوت: مدار باز و مکشی در ابعاد مقطع آزمون 5/1×1×7/0 متر مکعب با حداکثر سرعت در مقطع آزمون 55 متر بر ثانیه و طول مدار 12 متر.

·         مشخصات تونل باد مافوق صوت: مدار باز و دمشی در ابعاد مقطع آزمون 5/2×5/3×10 سانتیمتر مکعب با حداکثر سرعت 2/3 برابر سرعت صوت در مقطع آزمون.

وجود امکاناتی نظیر دستگاه سرعت ­سنج سیم داغ، سیستم تراورس دوبعدی یا جابجاکننده مدل و سنسورهای فشار دقت بالا، امکان انجام کلیه تست­های استاتیکی نیرویی، تست­های دینامیکی نظیر پیچینگ و پلانچینگ، تست­های آشکارسازی جریان در این تونل بادها را مهیا می سازد. هم­چنین قابلیت اجرای تمامی آزمایش­های آیرودینامیکی پژوهشی و صنعتی در محدوده سرعت 2 تا 350 کیلومتر بر ساعت از ویژگی­های تونل­ های باد دانشگاه تهران است.

پروژه های تحقیقاتی و دانشجویی جاری در این آزمایشگاه به شرح ذیل می باشد:

·         بررسی تجربی ایرودینامیک ناپایا برای نوسانات ترکیبی پیچینگ و پلانچینگ بر روی مدلهای دو بعدی و سه بعدی

·         طراحی و تست عملکرد نازل فراصوت آیرواسپایک با کنترل بردار تراست

·         بررسی رفتار ایرودینامیک مقطع پره توربین باد

·         بررسی و آنالیز کنترل جریان روی ایرفویل با استفاده از مکش لایه مرزی

·         طراحی و تست بدنه هواپیما

·         طراحی سیستم پایش عملکرد توربین گاز

·         مطالعه تجربی اثرات توربولانس روی کارایی ایرودینامیکی پره توربین باد

·         تدوین و تکمیل نرم افزار داده برداری تستهای ایرودینامیکی و آنالیز همزمان