Oferta naukowo – badawcza Zakładu Inżynierii Lotniczej

ANALIZY OBLICZENIOWE

Do analiz numerycznych wykorzystujemy otwarte źródłowe oprogramowanie CFD: OpenFOAM i SU2. Istnieje możliwość wykorzystania oprogramowania komercyjnego (Ansys Fluent, Numeca) lecz wiąże się to z poniesieniem kosztów licencji.

Do wspomagania analitycznych metod projektowania oraz dla analizy procesów wymiany ciepła pędu i masy w problematycznych zagadnieniach przepływowych tworzone są dedykowane modele obliczeniowe w środowiskach programistycznych takich jak Python i C++.  Zagadnienia tego typu wykorzystywane są w projektowaniu i analizie: pomp, sprężarek, wentylatorów, inżektorów, wtryskiwaczy, dysz, dyfuzorów, skrzydeł, śmigieł, wirników nośnych i turbin wiatrowych.

Wykorzystanie metod numerycznej mechaniki płynów do:

• analizowania przepływów niskich i wysokich liczb Macha;
• analizowania przepływów z wymianą ciepła i masy;
• analizowania przepływów z generacją ciepła i masy z paliw stałych i ciekłych;
• określanie wielkości strumieni masy;
• określania strat ciśnienia w przepływach wewnętrznych;
• analizy przepływów zewnętrznych (określanie sił aerodynamicznych, diagnostyka pola przepływowego)
• konwekcyjnej wymiany ciepła (problemy chłodzenia gazem/cieczą, wymienniki ciepła it.)
• analizy przepływu maszyn wirnikowych (pompy, sprężarki, dmuchawy, wentylatory, turbiny)
• analizy przepływu cieczy nienewtonowskich w elementach maszyn (oleje, smary, płyny chłodnicze)

USŁUGI PROJEKTOWE

• Projektowanie elementów aerodynamicznych maszyn i urządzeń, np. projektowanie urządzeń zmniejszających opór aerodynamiczny pojazdów drogowych.
• Projektowanie aerodynamiczne bezpilotowych statków powietrznych w konfiguracji stałopłatu;
• Projektowanie śmigieł, wirników nośnych i wirników turbin wiatrowych HAWT.
• Projektowanie zaworów, dławików, inżektorów i innych elementów instalacji przenoszących ciecze lub gazy zarówno w zakresie przepływów nieściśliwych jak i ściśliwych.
• Projekty modernizacji poprzez modyfikacje geometryczne gotowych maszyn, urządzeń, pomieszczeń pod kątem optymalizacji aerodynamicznej.
• Projektowanie elementów przepływowych pomp, wentylatorów, dmuchaw i sprężarek i turbin;
• Optymalizacja geometrii (modyfikacje kształtu w celu uzyskania minimum oporu, strat ciśnienia lub uzyskanie żądanego rozkładu ciśnienia).
• Projektowanie geometrii dysz, zawirowywaczy, dyfuzorów, inżektorów dla przepływów w zakresie ściśliwym.
• Dobór geometrii urządzeń przepływowych dla przepływów wielofazowych (kawitujące dysze, wtryskiwacze etc.) na podstawie modelu HEM (homogenous equilibrium model).
• Obliczanie strat ciśnienia oraz wyznaczanie współczynników strat w układach rurociągowych, dobór urządzeń przepływowych pod zadane układy przepływowe.
• Zaawansowanie modelowanie numeryczne turbulencji (analizy typu LES, DES, DDES)(Rys. 1).

Rys. 1. Linie prądu na wierzchołku sprężarki transonicznej rozwiązanej metodą DDES

PRZYKŁADOWE REALIZACJE BADAWCZE

1. Wykonanie procesu optymalizacji numerycznej śmigła do BSP, w celu obniżenia emisji akustycznej przy zachowaniu pierwotnych osiągów.
2. Opracowanie konstrukcji kurtyn w przestrzeni komory konwekcyjnej na podstawie badań symulacyjnych (Rys. 2).

Rys. 2. Rozkład prędkości w komorze suszarniczej na powierzchniach kontrolnych

3. Opracowanie konstrukcji lekkiej przyczepy ciężarowej z obniżonym oporem aerodynamicznym

Rys. 3. Rozkład prędkości przyczepy ciężarowej

4. Opracowanie konstrukcji wtryskiwacza zawirowującego typu otwartego dla hybrydowej rakiety sondażowej

 Rys. 4. Rozkład cieczy we wtryskiwaczu utleniacza hybrydowego silnika rakietowego.