Мерења у турбулентним струјањима

ID: 3409
врста предмета: научно-стручни
носилац предмета: Чантрак С. Ђорђе
извођачи: Чантрак С. Ђорђе
контакт особа: Чантрак С. Ђорђе
ниво студија: докторске студије
ЕСПБ: 5
облик завршног испита: презентација семинарског рада

извођења

  • 3. семестар, позиција 1

циљ

Циљ предмета је да упути слушаоце у мерења физичких величина у турбулентним струјањима, како класичним, тако и савременим мерним техникама. Мерења у турбулентним струјањима су суштински повезана са разумевањем Рејнолдсових једначина и потребом за моделирањем турбулентних струјања. Главни циљ изучавања предмета је упознавање студената са принципима мерних техника ласер Доплер анемометрије (ЛДА) и ПИВ, као и са основама других анемометарских оптичких метода.

исход

По успешном завршетку овог курса, докторанти би требало да буду оспособљени да: 1. користе следеће анемометарске методе: ласер Доплер анемометар (ЛДА), particle image velocimetry (PIV), сонде са загрејаним влакнима (HWA), као и друге класичне мерне методе, 2. мере поље притиска у флуиду, 3. израчунају интегралне и статистичке параметре турбуленције на основу мерних резултата, 4. врше аквизицију података савременим мерно-аквизиционим системима, као и њихову статистичку обраду.

садржај теоријске наставе

Мерење струјних параметара нестишљивог и стишљивог струјања класичним мерним техникама. Мерење турбулентних карактеристика струјног поља. Статистичка обрада резултата мерења. Временска и просторна резолуција струјања и мерног система. Мерење вртложности. Временске и просторне корелације. Анемометри са загрејаном жицом (Hot-wire anemometry, HWA). Визуализација струјања. Ласери у анемометрији. Засејавање флуидне струје. Теорија Lorenz-Mie-а. Принципи мерне технике ласер Доплер анемометрија (ЛДА) и раванске и просторне, тј. стерео ПИВ (Particle image velocimetry) анемометрије. Конструкција, провера и подешавање Nd:Yag ласера. Формирање ласером осветљене равни (laser sheet). Стерео ПИВ калибрација. Алгоритми за обраду и валидацију података. Стерео ПИВ анемометрија велике брзине (High speed stereo PIV или Time Resolved PIV). Типови и конструкције коришћених брзих камера и ласера. Мерења у турбомашинама.

садржај практичне наставе

1. Еталонирање Конрад сонде. 2. Раванска и стерео ПИВ калибрација. 3. ПИВ мерења. 4. Примена алгоритама за обраду експерименталних података добијених применом ПИВ мерне методе. 5. Обрада и анализа ЛДА мерних података. 6. Конструкција, репарација и еталонирање анемометарске сонде са загрејаним влакнима.

услов похађања

Нема. Препорука за други семестар: Одабрана поглавља из механике флуида.

ресурси

1. Књиге и рукописи наведени у литератури, као и додатна литература. 2. Чантрак С., Турбулентна струјања, писани изводи предавања на докторским студијама, Машински факултет, Београд. 3. Бенишек М., Струјно-техничка мерења, изводи предавања на докторским студијама, Машински факултет, Београд. 4. Писани изводи са предавања. 5. Експерименталне инсталације и опрема у Лабораторији за хидрауличне машине и енергетске системе.

фонд часова

укупан фонд часова: 35

активна настава (теоријска)

ново градиво: 35
разрада и примери (рекапитулација): 0

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 0
лабораторијске вежбе: 0
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 0
пројекат: 0
консултације: 0
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

провера знања

преглед и оцена рачунских задатака: 0
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 0
преглед и оцена семинарских радова: 0
преглед и оцена пројекта: 0
колоквијум са оцењивањем: 0
тест са оцењивањем: 0
завршни испит: 0

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 0
тест/колоквијум: 0
лабораторијска вежбања: 20
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 40
пројекат: 0
завршни испит: 40
услов за излазак на испит (потребан број поена): 30

литература

Крсмановић Љ., Вушковић И. (1984): Методе лабораторијских мерења. Општи принципи техничких мерења, 3. издање, Машински факултет Универзитета у Београду, Београд.; Vukoslavčević P., Petrović D. (2000): Multiple Hot-wire Probes - Measurements of Turbulent Velocity and Vorticity Vector Fields, Montenegrin Academy of Sciences and Arts, Podgorica.; Albrecht H.-E., Borys M., Damaschke N, Tropea C. (2003): Laser Doppler and Phase Doppler Measurement Techniques, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.; Tropea C., Yarin A., Fosss J. (Eds.) (2007): Springer Handbook of Experimental Fluid Mechanics, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.; Raffel M., Willert C., Wereley S., Kompenhans J. (2007): Particle Image Velocimetry, 2nd Ed., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.;