15. Rajakerros ja virtaus kappaleiden ympäri KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet
Päivän anti Miten virtaus käyttäytyy fluidiin upotetun kappaleen ympärillä ja erityisesti sen välittömässä läheisyydessä? Motivointi: virtausta erilaisten kappaleiden ympäri ei voida yleistää kuin karkeasti, mutta kaikille yhteistä on rajakerroksen muodostuminen kappaleen pinnalle Young et al, kappaleet 9.1-9.2
Osaamistavoitteet Selittää, mitä rajakerros tarkoittaa ja mitä erilaiset rajakerrospaksuudet kuvaavat Määrittää tasolevyvirtaukselle rajakerrospaksuuden, leikkausjännityksen ja kitkavastuksen Selittää, miten painegradientti vaikuttaa rajakerroksen kehittymiseen ja virtauksen irtautumiseen
Miten virtauksia voidaan luokitella?
Miten virtauksia voidaan luokitella? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Miten virtauksia voidaan luokitella? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Mitä rajakerroksessa tapahtuu?
Mitä rajakerroksessa tapahtuu? Fundamentals of Boundary Layers, National Committee for Fluid Mechanics (Youtube/Barry Belmont)
Mitä rajakerroksessa tapahtuu? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Miten rajakerroksen paksuus määritellään?
Miten rajakerroksen paksuus määritellään? Siirtymäpaksuus Liikemääräpaksuus
Miten laminaari rajakerros käyttäytyy?
Miten laminaari rajakerros käyttäytyy? Blasiuksen ratkaisu Rajakerrosyhtälöt Similaarisuusoletus + algebraa + numeerinen ratkaisu
Miten laminaari rajakerros käyttäytyy? Prob. 9.24 Virtauksen hidastumisen ja siitä johtuvan virtauksen syrjäytymisen vuoksi virtaviivat tasolevyn ympärillä eivät ole täysin suoria. Oletetaan, että ilmaa virtaa tasolevyn ohi nopeudella 1 m/s. Määritä virtaviivan yhtälö sellaiselle virtaviivalle, joka leikkaa rajakerroksen reunan 4 metrin etäisyydellä tasolevyn etureunasta. Oleta virtaus laminaariksi. Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Miten liikemäärätase yhdistää jännityksen ja paksuuden kehittymisen?
Miten liikemäärätase yhdistää jännityksen ja paksuuden kehittymisen? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Miten liikemäärätase yhdistää jännityksen ja paksuuden kehittymisen? Example 9.2 Approksimoidaan tasolevyn virtaus lineaarisella nopeusprofiililla siten, että u = Uy/ rajakerroksessa ja u=u sen ulkopuolella. Määritä liikemääräintegraaliteorian avulla leikkausjännitysjakauma seinällä. Vastaus: Blasius: Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Miten turbulentti ja laminaari rajakerros eroavat?
Miten turbulentti ja laminaari rajakerros eroavat? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Miten turbulentti ja laminaari rajakerros eroavat? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Miten turbulentti ja laminaari rajakerros eroavat? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Miten paine vaikuttaa rajakerrokseen?
Miten paine vaikuttaa rajakerrokseen?
Miten paine vaikuttaa rajakerrokseen? Kitkaton painejakauma Kitkaton nopeusjakauma <0 >0 Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Miten paine vaikuttaa rajakerrokseen? Kitkaton painejakauma <0 >0 Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Miten paine vaikuttaa rajakerrokseen? Young et al (2012), Introduction to Fluid Mechanics, 5th edition
Mitä opimme?
Päivän anti Miten virtaus käyttäytyy fluidiin upotetun kappaleen ympärillä ja erityisesti sen välittömässä läheisyydessä?
Seuraavaksi kerraksi Tiistain luennon aiheena: Kappaleen vastus ja nostovoima, Young et al (2012): 9.3-9.4 Miten kappaletta ympäröivä virtaus ja siihen kohdistuvat voimat liittyvät toisiinsa ja miten näitä voimia voidaan käsitellä? Motivointi: virtauksen aiheuttaman voiman määrittäminen on erittäin tyypillinen virtaustekninen ongelma HUOM! Torstaina ei ole luentoa. Tällä viikolla torstaiaamun laskutupa järjestetään normaalisti, mutta torstai-iltapäivänä ja perjantaina ei ole laskutupia.