Search

Rapporten behandlar en analys av de aerodynamiska aspekterna av fordonskonceptet platooning. Syftet är att avgöra hur olika aspekter påverkar luftmotståndet och i slutändan energibesparingen av att färdas i en fordonskolonn. Aspekterna som studeras är olika fordonsformer, hastigheter, avstånd och antal fordon i kolonnen. För att besvara frågeställningarna har en litteraturstudie genomförts där femton källor har analyserats. För att underbygga vissa av frågeställningarna ytterligare har även en förenklad beräkningsströmningsdynamik-analys (CFD) genomförts i 2D. CFD-analysen är gjord på en personbil av typen Volvo V60. Energibesparingen har beräknats utifrån en jämförelse med om samma bil hade färdats isolerat. CFD-simuleringen genomfördes i tre steg. I det första steget varierades hastigheten för en given kolonn för att kunna avgöra hastighetens inverkan på energibesparingen. Därefter varierades fordonsavståndet för att avgöra dess inverkan och i sista steget varierades fordonsantalet. Slutsatserna som kan dras från arbetet utifrån den ställda frågeställningen är att i fordonskolonner med fordon av olika form ska fordonen med mest lik form placeras i anslutning till varandra så att de bildar en normalfördelningsform där de största fordonen placeras i mitten och de minsta i början och slutet av kolonnen. Slutsatsen drogs också att ur ett aerodynamiskt perspektiv ökar varje tillagt fordon till en kolonn energibesparingarna, dock är detta inte genomförbart ur ett trafiksäkerhetsperspektiv för ett oändligt antal fordon. Vidare drogs slutsatserna att de mellersta bilarna, det vill säga de som har en bil framför och bakom sig står för de största relativa energibesparingen vid små fordonsavstånd. Slutligen drogs de generella slutsatserna att minsta möjliga avstånd, och högsta möjliga hastighet gör att de relativa energibesparingarna blir så stora som möjligt.

The wind is emerging again as a viable source of energy to propel commercial ships. This renewal is partially driven by new regulations aiming at cutting down the greenhouse gas emissions from the shipping industry, and partially by some actors who are willing to take a step towards this paradigm shift. Many different technological solutions have been developed or are under development since the past few years, some aiming at assisting the engines with extra wind energy and others aiming at vessels fully wind-powered. Although sailing has existed since a long time, transitioning from a tall ship or a leisure yacht to a sailing commercial vessel is complex. Some aspects of the physics of sailing are not fully understood yet, at least not when applied to ships that are so different from existing sailing ships. Large cargo vessels will require several sails or wings, to ensure enough propulsive force. The interaction effects between lifting surfaces placed so close to each other are only partially understood, and have only been little studied when it comes to arrays of wings. The impact of the hull on the flow is something rarely studied, partly because conventional sailing boats do not have such large hulls, and partly because it only matters for fast racing yachts. The interaction effects, both wing-wing and wing-hull are studied in this thesis with different methods: a potential flow numerical code, wind tunnel experiments and with a free-sailing 7 meter long model equipped with different types of sensors. Another question arises from the heights that wind propulsion devices reach above sea level, which are higher than any existing sailing boat, with the exception of few leisure super-yachts. The wind at these heights is partially unknown, at least offshore where ships operate. Both the evolution of wind with height and its unsteadiness have rarely been measured at heights relevant for wind propulsion. This thesis presents unique wind measurements of the Atmospher, Vind som energikälla för kommersiella lastfartyg är på frammarsch. Utvecklingen är delvis driven av nya föreskrifter som siktar att minska växthusgasutsläpp från sjöfartsindustrin, och delvis av aktörer som är villiga att ta ett steg mot det här paradigmskiftet. Olika tekniska lösningar utvecklas parallellt, några med syftet att stötta maskinen med extra vindkraft, och andra som syftar att driva fartyget uteslutande med vindkraft. Seglingskonsten är gammal, men att ta steget från en fullriggare eller en "vanlig" segelbåt till ett effektivt kommersiellt fartyg är komplext. Samtliga fysiska fenomen är inte helt utredda idag, i alla fall inte gällande fartyg som avsevärt skiljer sig från de traditionella. Stora fartyg har exempelvis behov av flera samverkande segel (eller vingar) för att få tillräckligt med drivkraft. Interaktionseffekter mellan dessa vingar, placerade nära varandra är bara delvis utredda och har ännu inte studerats fullt ut. Hur skrovet över vattenytan påverkar flödet runt vingarna är inte heller tillräckligt studerat. Detta delvis eftersom effekten är stor bara för kappseglingsbåtar men marginell för vanliga segelbåtar som också inte har så stora skrov som kommersiella fartyg. Interaktionseffekterna, vinge-vinge och skrovet-vinge är därför en del av den här avhandlingen, där de studeras med olika metoder: numeriskt med friktionsfri strömning i simulering, i vindtunnelförsök samt i segling med en friseglande nerskalad modell utrustad med en uppsjö sensorer. En annan relevant aspekt som studerats är effekten av att dessa fartyg är avsevär högre än existerande segelbåtar, med undantag för några få lyxjakter. Vindförhållanden vid dessa höjder över öppet hav är faktiskt inte helt känd. Varken hur vindhastighet och riktning utvecklas med höjden eller hur vindbyar utvecklas på dessa höjder har sällan studerats i literaturen. Avhandlingen presenterar unika vindmätningar av atmosfärens markgränsskikt över Nordatlanten utförda med vind-lidar monterad på et, QC240909

The wind is emerging again as a viable source of energy to propel commercial ships. This renewal is partially driven by new regulations aiming at cutting down the greenhouse gas emissions from the shipping industry, and partially by some actors who are willing to take a step towards this paradigm shift. Many different technological solutions have been developed or are under development since the past few years, some aiming at assisting the engines with extra wind energy and others aiming at vessels fully wind-powered. Although sailing has existed since a long time, transitioning from a tall ship or a leisure yacht to a sailing commercial vessel is complex. Some aspects of the physics of sailing are not fully understood yet, at least not when applied to ships that are so different from existing sailing ships. Large cargo vessels will require several sails or wings, to ensure enough propulsive force. The interaction effects between lifting surfaces placed so close to each other are only partially understood, and have only been little studied when it comes to arrays of wings. The impact of the hull on the flow is something rarely studied, partly because conventional sailing boats do not have such large hulls, and partly because it only matters for fast racing yachts. The interaction effects, both wing-wing and wing-hull are studied in this thesis with different methods: a potential flow numerical code, wind tunnel experiments and with a free-sailing 7 meter long model equipped with different types of sensors. Another question arises from the heights that wind propulsion devices reach above sea level, which are higher than any existing sailing boat, with the exception of few leisure super-yachts. The wind at these heights is partially unknown, at least offshore where ships operate. Both the evolution of wind with height and its unsteadiness have rarely been measured at heights relevant for wind propulsion. This thesis presents unique wind measurements of the Atmospher, Vind som energikälla för kommersiella lastfartyg är på frammarsch. Utvecklingen är delvis driven av nya föreskrifter som siktar att minska växthusgasutsläpp från sjöfartsindustrin, och delvis av aktörer som är villiga att ta ett steg mot det här paradigmskiftet. Olika tekniska lösningar utvecklas parallellt, några med syftet att stötta maskinen med extra vindkraft, och andra som syftar att driva fartyget uteslutande med vindkraft. Seglingskonsten är gammal, men att ta steget från en fullriggare eller en "vanlig" segelbåt till ett effektivt kommersiellt fartyg är komplext. Samtliga fysiska fenomen är inte helt utredda idag, i alla fall inte gällande fartyg som avsevärt skiljer sig från de traditionella. Stora fartyg har exempelvis behov av flera samverkande segel (eller vingar) för att få tillräckligt med drivkraft. Interaktionseffekter mellan dessa vingar, placerade nära varandra är bara delvis utredda och har ännu inte studerats fullt ut. Hur skrovet över vattenytan påverkar flödet runt vingarna är inte heller tillräckligt studerat. Detta delvis eftersom effekten är stor bara för kappseglingsbåtar men marginell för vanliga segelbåtar som också inte har så stora skrov som kommersiella fartyg. Interaktionseffekterna, vinge-vinge och skrovet-vinge är därför en del av den här avhandlingen, där de studeras med olika metoder: numeriskt med friktionsfri strömning i simulering, i vindtunnelförsök samt i segling med en friseglande nerskalad modell utrustad med en uppsjö sensorer. En annan relevant aspekt som studerats är effekten av att dessa fartyg är avsevär högre än existerande segelbåtar, med undantag för några få lyxjakter. Vindförhållanden vid dessa höjder över öppet hav är faktiskt inte helt känd. Varken hur vindhastighet och riktning utvecklas med höjden eller hur vindbyar utvecklas på dessa höjder har sällan studerats i literaturen. Avhandlingen presenterar unika vindmätningar av atmosfärens markgränsskikt över Nordatlanten utförda med vind-lidar monterad på et, QC240909

Rapporten behandlar en analys av de aerodynamiska aspekterna av fordonskonceptet platooning. Syftet är att avgöra hur olika aspekter påverkar luftmotståndet och i slutändan energibesparingen av att färdas i en fordonskolonn. Aspekterna som studeras är olika fordonsformer, hastigheter, avstånd och antal fordon i kolonnen. För att besvara frågeställningarna har en litteraturstudie genomförts där femton källor har analyserats. För att underbygga vissa av frågeställningarna ytterligare har även en förenklad beräkningsströmningsdynamik-analys (CFD) genomförts i 2D. CFD-analysen är gjord på en personbil av typen Volvo V60. Energibesparingen har beräknats utifrån en jämförelse med om samma bil hade färdats isolerat. CFD-simuleringen genomfördes i tre steg. I det första steget varierades hastigheten för en given kolonn för att kunna avgöra hastighetens inverkan på energibesparingen. Därefter varierades fordonsavståndet för att avgöra dess inverkan och i sista steget varierades fordonsantalet. Slutsatserna som kan dras från arbetet utifrån den ställda frågeställningen är att i fordonskolonner med fordon av olika form ska fordonen med mest lik form placeras i anslutning till varandra så att de bildar en normalfördelningsform där de största fordonen placeras i mitten och de minsta i början och slutet av kolonnen. Slutsatsen drogs också att ur ett aerodynamiskt perspektiv ökar varje tillagt fordon till en kolonn energibesparingarna, dock är detta inte genomförbart ur ett trafiksäkerhetsperspektiv för ett oändligt antal fordon. Vidare drogs slutsatserna att de mellersta bilarna, det vill säga de som har en bil framför och bakom sig står för de största relativa energibesparingen vid små fordonsavstånd. Slutligen drogs de generella slutsatserna att minsta möjliga avstånd, och högsta möjliga hastighet gör att de relativa energibesparingarna blir så stora som möjligt.

Understanding the flow around helicopter rotors is one of the greatest challenges in modern aerodynamics. The flow field plays a key role in the rotorcraft performance and operational safety, and it is characterized by highly unsteady and three-dimensional phenomena. State-of-the-art computational fluid dynamics (CFD) is applied during the design of future rotorcraft and offers remarkable capabilities, including the simulation of entire helicopter configurations in maneuvering flight. Nevertheless, experiments are still essential for the understanding of complex flow regimes, and for the validation of numerical results. An ever-increasing level of detail in CFD studies motivates the development and refinement of experimental methods, and combined experimental-numerical efforts have been particularly rewarding in recent studies. Starting with early rotorcraft-specific research topics, for example the systematic characterization of pitch-oscillating airfoils in the 1960s, experimental techniques have undergone continuous improvement. This particularly holds true for optical methods, which have developed from providing qualitative and “simple” snapshots of the flow into quantitative and time-resolving diagnostic tools. Optical methods require few modifications of the rotor or rotorcraft under investigation. They are particularly suitable for an application on multiple scales, ranging from small-scale laboratory studies to full-scale free-flying helicopters. This thesis concentrates on the development, validation, and application of the differential infrared thermography (DIT). The DIT method is able to determine the moving position of the laminar-turbulent boundary layer transition, which is a relevant aerodynamic feature on rotor blades, accounting for the unsteadiness introduced by the different inflow conditions on the advancing and retreating sides of the trimmed rotor plane in forward flight. Additional helicopter-relevant applications include the study of pitch-o

I detta examensarbete utvärderas olika standarder för dimensionering av bullerskyddsskärmar vid järnvägar. Utvärderingen bygger på de järnvägsförhållandena som råder i Sverige. Standarderna som utvärderas är SS-EN 1991–2, SS-EN 16727-2-2:2016 och den tyska standarden RIL 804.5501. I standarderna SS-EN 1991–2 och SS-EN 16727-2-2:2016 återfinns två olika handberäkningsmetoder som kan användas vid dimensionering medan det i RIL 804.5504 presenteras en mer avancerad lastmodell som är framtagen för dimensionering med hjälp av dynamiska FEM-analyser. Standarderna utgår från olika lastfördelningar som förbipasserande tåg genererar på bullerskyddsskärmar. Det dynamiska tillskottet som dessa laster genererar på bullerskyddsskärmar beräknas/uppskattas även på olika sätt enligt standarderna. Utvärderingen av de olika standarderna har i detta examensarbete genomförts genom att handberäkningsresultaten enligt standarderna SS-EN 1991–2 och SS-EN 16727-2-2:2016 har jämförts med resultat från dynamiska FEM-analyser för olika typer av bullerskyddsskärmar. Dynamiska FEM-analyser med belastning enligt RIL 804.5501 har även genomförts på ett urval av dessa bullerskyddsskärmar. Handberäkningsmetoderna i standarderna som jämförs bygger på att man räknar om en tänkt statisk last från tågen till en dynamisk last med hjälp av en dynamisk koefficient. Standarden SS-EN 1991–2 presenterar ingen handberäkningsmetod för framtagande av denna dynamiska koefficient. Därför har handberäkningar för denna standard genomförts med de dynamiska koefficienterna 2, 4 och den som presenteras i standarden SS-EN 16727-2-2:2016. Samtliga standarder utgår från att tåget belastar bullerskyddsskärmen med en puls vid tågets främre del (först ett tryck följt av ett sug) och en vid tågets bakre del (först ett sug följt av ett tryck). För standarden SS-EN 1991–2 är belastningen konstant i både vertikalled och horisontalled. För standarden SS-EN 16727-2-2:2016 är belastningen avtagande i vertikalled och konstant i hor

An aircraft is exposed for a certain risk during warhead deployment. If the distance is too short between the aircraftand warhead during burst, fragments may hit the aircraft with fatal consequences. The warhead consists not onlyof fragments created during burst but also parts to attach it to the aircraft such as mounting plates and fasteningloops. These parts have a significantly larger mass than natural fragments and may travel far during trajectory.The problem for a potential hit of fragment on a fighter jet after its warhead has detonated has been presentsince several decades. It is of interest to analyse the problem to effectively reduce the warheads arming time andthe aircraft’s altitude during warhead deployment. The complexity consists of how the mounting plates and fas-tening loops behave during trajectory, which may affect the travelled distance if they rotate or tumble. Attemptsto solve this problem for the Gripen fighter jet has been made by Staffan Harling at FOI which this thesis is asubsequent work. This thesis treats a risk perspective analyse of the distance between the aircraft and warhead named range safetydistance. Travelled distances for fragments are calculated with variation in velocity, drag coefficient and ejectionangle to analyse the problem to a wider extent. The conclusion states that the time from warhead deployed until it burst should be at least seven seconds. Genericdata has been used in this master thesis due to classified information concerning real cases. Focus has been onthe method and to develop a Matlab code that hopefully can be used to estimate range safety distances from aappropriate risk perspective., Vid bombfällning är ett flygplan särskilt utsatt för risk. Om avståndet mellan flygplan och fälld stridsdel är relativtsett för kort vid bombens brisad, finns risk att splitter träffar flygplanet med potentiella förödande konsekvenser.Stridsdelen består förutom splitter som skapas vid brisad också utav en fästanordning bestående av fästplatta samtlyftögla i dubbel uppsättning. Dessa har en signifikant större massa vilket troligtvis gör att de flyger längre vidutkastning efter bombbrisad. Problemet med vådabekämpning av eget flygplan har kvarstått under flera decennier och utgör en frågeställningintressant att besvara både i övningssyfte och under skarp insats. Syftet är att kunna minimera armeringstidenoch därigenom även flygplanets flyghöjd vid fällning. Komplexiteten utgörs av att lyftöglan och fästplattan har ettsvåranalyserat beteende under sin färdade bana, då de både kan rotera och tumla. Denna avhandling behandlar ett riskperspektiv som analyserar avståndet mellan flygplan och stridsdel. Den färdadesträckan för splitter är beräknat med variation i hastighet, luftmotståndskoefficient samt utkastningsvinklar för attundersöka problemet i ett större perspektiv. Som slutsats erhålls att armeringstiden bör vara sju sekunder. Detta resultat är uteslutande beroende av dengeneriska data som använts då relevant information oftast är hemlig. Fokus har därför legat på att utveckla enmetod med tillhörande Matlabkod som förhoppningsvis kan användas för att beräkna ett säkerhetsavstånd utifrånett lämpligt riskperspektiv.

En vindtunnel används för att simulera luftflödet som verkar på till exempel en nerskalad modell av en verklig flygplansvinge eller ett fordon. Detta hjälper att förstå och ta fram de komponenter som påverkar interaktionen samt krafter och moment. Mittuniversitetets laboratorium är i behov av en ny kraftsensors-rigg, detta är en rigg som mäter krafter som påverkar på en vinge profil inuti en vindtunnel. En vidareutveckling av den befintliga kraftsensors-riggen skulle innebära en alltför lång arbetsprocess, därför bestämdes det att utvecklas en ny design av sensor-riggen som löser några felkällor som den tidigare sensor- riggen har; vilka är inexakta mätvärde samt att den befintliga riggen mäter enbart lyftkraften. Genom framtagning av en ny kraftsensors-rigg som går att tillverka i Mittuniversitetets lokaler minskar tiden för att utföra vindtunnel tester samt ökar mätvärdenas noggrannhet. Syftet med detta arbete har varit att ta fram konstruktion av en ny kraftsensors-rigg som kan mäta krafter i x- och y-axeln det vill säga lyft och dragkraft. Kraftsensors-riggen kommer att installeras i vindtunneln som finns i Mittuniversitets laboratorium. I detta projekt följs det designprocessens arbetsgång som är uppdelat i fyra faser. Den första fasen, förstudiefasen, definierades produktens kravspecifikation och funktionsanalys. Den andra fasen, kreativa fasen, inleddes med brainstorming för att generera konceptlösnings idéer. Sedan används Pugh-matrisen i konceptutvärdering- och framtagningsfasen för att utvärdera och välja konceptet utifrån en kvantitativ-metod. Sedan modellerades en tredimensionell modell för det färdiga konceptet med hjälp av CAD. Slutligen i konstruktion-utvecklingsfasen framställdes konstruktionen med hjälp av CAD:s modeller. därefter skrevs de komplexa delarna ut med en 3D-utskrivare samtidigt som de mindre komplexa delar framställdes av trä med en laser skärare för att spara på material samt, A wind tunnel is used to simulate the air flow that acts on, for example, a scaled-down model of a real aircraft wing or a vehicle. Which allows a better understanding of the components that affect the interactions between the air and the object of study, that is to say the forces and torque affecting the object. In order to fully utilize the wind tunnel in the laboratory at Mid Sweden, it has proved necessary to design a new wind tunnel force balance, which is a structure that measures forces affecting objects inside the wind tunnel. The reason being is that the current force balance sensor has some issues concerning accuracy of measurement and the lack of measuring other forces than lifting forces. A further development of the existing force balance would involve too long a work process, so it was decided to develop a new design of a wind tunnel force balance that solves some sources of error that the previous design of the force balance has and introduce an air resistance measurement component. By developing a new force balance that can be manufactured in Mid Sweden University's premises, the time for performing wind tunnel testing is reduced and the accuracy of the measured values is increased. The purpose of this project has been to develop a construction of a new force balance that can measure forces in the x- and y-axis, meaning lifting and air resistance. The force balance will be installed in the wind tunnel located in Mid Sweden University's laboratory. In this project, the workflow of the design process is followed, which is divided into four phases. The first phase, the research phase, defined the product's requirements specification and functional analysis. The second phase, concept development and control art, began with brainstorming to generate concept solution ideas. The Pugh matrix was then used in the prototyping and validation phase to evaluate and select the concept based on a quantitative method. Then a three-dimensional model for the finalize

En vindtunnel används för att simulera luftflödet som verkar på till exempel en nerskalad modell av en verklig flygplansvinge eller ett fordon. Detta hjälper att förstå och ta fram de komponenter som påverkar interaktionen samt krafter och moment. Mittuniversitetets laboratorium är i behov av en ny kraftsensors-rigg, detta är en rigg som mäter krafter som påverkar på en vinge profil inuti en vindtunnel. En vidareutveckling av den befintliga kraftsensors-riggen skulle innebära en alltför lång arbetsprocess, därför bestämdes det att utvecklas en ny design av sensor-riggen som löser några felkällor som den tidigare sensor- riggen har; vilka är inexakta mätvärde samt att den befintliga riggen mäter enbart lyftkraften. Genom framtagning av en ny kraftsensors-rigg som går att tillverka i Mittuniversitetets lokaler minskar tiden för att utföra vindtunnel tester samt ökar mätvärdenas noggrannhet. Syftet med detta arbete har varit att ta fram konstruktion av en ny kraftsensors-rigg som kan mäta krafter i x- och y-axeln det vill säga lyft och dragkraft. Kraftsensors-riggen kommer att installeras i vindtunneln som finns i Mittuniversitets laboratorium. I detta projekt följs det designprocessens arbetsgång som är uppdelat i fyra faser. Den första fasen, förstudiefasen, definierades produktens kravspecifikation och funktionsanalys. Den andra fasen, kreativa fasen, inleddes med brainstorming för att generera konceptlösnings idéer. Sedan används Pugh-matrisen i konceptutvärdering- och framtagningsfasen för att utvärdera och välja konceptet utifrån en kvantitativ-metod. Sedan modellerades en tredimensionell modell för det färdiga konceptet med hjälp av CAD. Slutligen i konstruktion-utvecklingsfasen framställdes konstruktionen med hjälp av CAD:s modeller. därefter skrevs de komplexa delarna ut med en 3D-utskrivare samtidigt som de mindre komplexa delar framställdes av trä med en laser skärare för att spara på material samt, A wind tunnel is used to simulate the air flow that acts on, for example, a scaled-down model of a real aircraft wing or a vehicle. Which allows a better understanding of the components that affect the interactions between the air and the object of study, that is to say the forces and torque affecting the object. In order to fully utilize the wind tunnel in the laboratory at Mid Sweden, it has proved necessary to design a new wind tunnel force balance, which is a structure that measures forces affecting objects inside the wind tunnel. The reason being is that the current force balance sensor has some issues concerning accuracy of measurement and the lack of measuring other forces than lifting forces. A further development of the existing force balance would involve too long a work process, so it was decided to develop a new design of a wind tunnel force balance that solves some sources of error that the previous design of the force balance has and introduce an air resistance measurement component. By developing a new force balance that can be manufactured in Mid Sweden University's premises, the time for performing wind tunnel testing is reduced and the accuracy of the measured values is increased. The purpose of this project has been to develop a construction of a new force balance that can measure forces in the x- and y-axis, meaning lifting and air resistance. The force balance will be installed in the wind tunnel located in Mid Sweden University's laboratory. In this project, the workflow of the design process is followed, which is divided into four phases. The first phase, the research phase, defined the product's requirements specification and functional analysis. The second phase, concept development and control art, began with brainstorming to generate concept solution ideas. The Pugh matrix was then used in the prototyping and validation phase to evaluate and select the concept based on a quantitative method. Then a three-dimensional model for the finalize

An aircraft is exposed for a certain risk during warhead deployment. If the distance is too short between the aircraftand warhead during burst, fragments may hit the aircraft with fatal consequences. The warhead consists not onlyof fragments created during burst but also parts to attach it to the aircraft such as mounting plates and fasteningloops. These parts have a significantly larger mass than natural fragments and may travel far during trajectory.The problem for a potential hit of fragment on a fighter jet after its warhead has detonated has been presentsince several decades. It is of interest to analyse the problem to effectively reduce the warheads arming time andthe aircraft’s altitude during warhead deployment. The complexity consists of how the mounting plates and fas-tening loops behave during trajectory, which may affect the travelled distance if they rotate or tumble. Attemptsto solve this problem for the Gripen fighter jet has been made by Staffan Harling at FOI which this thesis is asubsequent work. This thesis treats a risk perspective analyse of the distance between the aircraft and warhead named range safetydistance. Travelled distances for fragments are calculated with variation in velocity, drag coefficient and ejectionangle to analyse the problem to a wider extent. The conclusion states that the time from warhead deployed until it burst should be at least seven seconds. Genericdata has been used in this master thesis due to classified information concerning real cases. Focus has been onthe method and to develop a Matlab code that hopefully can be used to estimate range safety distances from aappropriate risk perspective., Vid bombfällning är ett flygplan särskilt utsatt för risk. Om avståndet mellan flygplan och fälld stridsdel är relativtsett för kort vid bombens brisad, finns risk att splitter träffar flygplanet med potentiella förödande konsekvenser.Stridsdelen består förutom splitter som skapas vid brisad också utav en fästanordning bestående av fästplatta samtlyftögla i dubbel uppsättning. Dessa har en signifikant större massa vilket troligtvis gör att de flyger längre vidutkastning efter bombbrisad. Problemet med vådabekämpning av eget flygplan har kvarstått under flera decennier och utgör en frågeställningintressant att besvara både i övningssyfte och under skarp insats. Syftet är att kunna minimera armeringstidenoch därigenom även flygplanets flyghöjd vid fällning. Komplexiteten utgörs av att lyftöglan och fästplattan har ettsvåranalyserat beteende under sin färdade bana, då de både kan rotera och tumla. Denna avhandling behandlar ett riskperspektiv som analyserar avståndet mellan flygplan och stridsdel. Den färdadesträckan för splitter är beräknat med variation i hastighet, luftmotståndskoefficient samt utkastningsvinklar för attundersöka problemet i ett större perspektiv. Som slutsats erhålls att armeringstiden bör vara sju sekunder. Detta resultat är uteslutande beroende av dengeneriska data som använts då relevant information oftast är hemlig. Fokus har därför legat på att utveckla enmetod med tillhörande Matlabkod som förhoppningsvis kan användas för att beräkna ett säkerhetsavstånd utifrånett lämpligt riskperspektiv.

I detta examensarbete utvärderas olika standarder för dimensionering av bullerskyddsskärmar vid järnvägar. Utvärderingen bygger på de järnvägsförhållandena som råder i Sverige. Standarderna som utvärderas är SS-EN 1991–2, SS-EN 16727-2-2:2016 och den tyska standarden RIL 804.5501. I standarderna SS-EN 1991–2 och SS-EN 16727-2-2:2016 återfinns två olika handberäkningsmetoder som kan användas vid dimensionering medan det i RIL 804.5504 presenteras en mer avancerad lastmodell som är framtagen för dimensionering med hjälp av dynamiska FEM-analyser. Standarderna utgår från olika lastfördelningar som förbipasserande tåg genererar på bullerskyddsskärmar. Det dynamiska tillskottet som dessa laster genererar på bullerskyddsskärmar beräknas/uppskattas även på olika sätt enligt standarderna. Utvärderingen av de olika standarderna har i detta examensarbete genomförts genom att handberäkningsresultaten enligt standarderna SS-EN 1991–2 och SS-EN 16727-2-2:2016 har jämförts med resultat från dynamiska FEM-analyser för olika typer av bullerskyddsskärmar. Dynamiska FEM-analyser med belastning enligt RIL 804.5501 har även genomförts på ett urval av dessa bullerskyddsskärmar. Handberäkningsmetoderna i standarderna som jämförs bygger på att man räknar om en tänkt statisk last från tågen till en dynamisk last med hjälp av en dynamisk koefficient. Standarden SS-EN 1991–2 presenterar ingen handberäkningsmetod för framtagande av denna dynamiska koefficient. Därför har handberäkningar för denna standard genomförts med de dynamiska koefficienterna 2, 4 och den som presenteras i standarden SS-EN 16727-2-2:2016. Samtliga standarder utgår från att tåget belastar bullerskyddsskärmen med en puls vid tågets främre del (först ett tryck följt av ett sug) och en vid tågets bakre del (först ett sug följt av ett tryck). För standarden SS-EN 1991–2 är belastningen konstant i både vertikalled och horisontalled. För standarden SS-EN 16727-2-2:2016 är belastningen avtagande i vertikalled och konstant i hor

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss von passiven und elastischen Rückstromklappen, die auch als Flaps bezeichnet werden, auf einen Tragflügel mit NACA0020 Profil untersucht. Mithilfe einer Kraftwaage erfolgte zunächst die Erfassung der Auswirkungen auf das aerodynamische Verhalten des Tragflügels vor und nach der Strömungsablösung. Für ein detailliertes Verständnis wurde zusätzlich die Umströmung mit der Rauchdrahttechnik visualisiert und die Flapkinematik mit der Stereo Vision Technik aufgenommen. Es konnte festgestellt werden, dass die Vorderkantenflaps mit der geringsten Biegesteifigkeit die Gleitzahl des Tragflügels vor allem in abgelöster Strömung erhöhen. Die festgestellte Auftriebssteigerung resultiert aus der langsamen Aufstellbewegung und beschleunigten Anlegebewegung der Flaps, die eine einhergehende Reduzierung der turbulenten Ablösung verursachen. Die Ergebnisse der Arbeit liefern zahlreiche Erkenntnisse, die eine Übertragung des festgestellten Effekts auf andere technische Anwendungen erleichtern.:Abbildungsverzeichnis....................................................................... VII Tabellenverzeichnis............................................................................ XII Symbol- & Abkürzungsverzeichnis..................................................XVI 1 Einleitung......................................................................................... 1 2 Stand der Forschung........................................................................ 4 2.1 Wesentliche Aspekte von Profilumströmungen ................................. 4 2.2 Zusammenfassung essenzieller Aspekte von Tragflügeln mit Flaps ......7 3 Numerische Untersuchung der Profilumströmung....................... 13 3.1 Numerische Modell ......................................................................13 3.1.1 Grundgleichungen und Turbulenzmodell ..............................13 3.1.2 Randbedingungen und Diskretisierungsschema .....................16 3.2 Ergebn, In the following study the effects of elastic and passive flaps were investigated on an airfoil with a NACA0020 profile. At first the aerodynamic performance of different configurations was measured with a force balance. In order to detect its effects before and after stall the angle of attack was varied during the experiments. For the configurations with increased aerodynamic performance additional experiments were carried out. The smoke wire visualization and stereo vision technique allowed a detailled insight in the flow around the NACA0020 profile and the flap movement. The results show that elastic flaps at the leading and trailing edge of the airfoil improve notably the airfoil performance in deep stall. Furthermore, the highest increase of the lift-to-drag ratio was achieved for the configuration with lowest bending stiffness. It was observed that the highest reduction of the turbulent separation region is caused by the flap movement. The increase of lift-to-drag ratio results from a slow upward and a fast downward motion of the elastic flap. The study delivers helpful information for transfer of the observed effect to other technical applications.:Abbildungsverzeichnis....................................................................... VII Tabellenverzeichnis............................................................................ XII Symbol- & Abkürzungsverzeichnis..................................................XVI 1 Einleitung......................................................................................... 1 2 Stand der Forschung........................................................................ 4 2.1 Wesentliche Aspekte von Profilumströmungen ................................. 4 2.2 Zusammenfassung essenzieller Aspekte von Tragflügeln mit Flaps ......7 3 Numerische Untersuchung der Profilumströmung....................... 13 3.1 Numerische Modell ......................................................................13 3.1.1 Grundgleichu

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss von passiven und elastischen Rückstromklappen, die auch als Flaps bezeichnet werden, auf einen Tragflügel mit NACA0020 Profil untersucht. Mithilfe einer Kraftwaage erfolgte zunächst die Erfassung der Auswirkungen auf das aerodynamische Verhalten des Tragflügels vor und nach der Strömungsablösung. Für ein detailliertes Verständnis wurde zusätzlich die Umströmung mit der Rauchdrahttechnik visualisiert und die Flapkinematik mit der Stereo Vision Technik aufgenommen. Es konnte festgestellt werden, dass die Vorderkantenflaps mit der geringsten Biegesteifigkeit die Gleitzahl des Tragflügels vor allem in abgelöster Strömung erhöhen. Die festgestellte Auftriebssteigerung resultiert aus der langsamen Aufstellbewegung und beschleunigten Anlegebewegung der Flaps, die eine einhergehende Reduzierung der turbulenten Ablösung verursachen. Die Ergebnisse der Arbeit liefern zahlreiche Erkenntnisse, die eine Übertragung des festgestellten Effekts auf andere technische Anwendungen erleichtern.:Abbildungsverzeichnis....................................................................... VII Tabellenverzeichnis............................................................................ XII Symbol- & Abkürzungsverzeichnis..................................................XVI 1 Einleitung......................................................................................... 1 2 Stand der Forschung........................................................................ 4 2.1 Wesentliche Aspekte von Profilumströmungen ................................. 4 2.2 Zusammenfassung essenzieller Aspekte von Tragflügeln mit Flaps ......7 3 Numerische Untersuchung der Profilumströmung....................... 13 3.1 Numerische Modell ......................................................................13 3.1.1 Grundgleichungen und Turbulenzmodell ..............................13 3.1.2 Randbedingungen und Diskretisierungsschema .....................16 3.2 Ergebn, In the following study the effects of elastic and passive flaps were investigated on an airfoil with a NACA0020 profile. At first the aerodynamic performance of different configurations was measured with a force balance. In order to detect its effects before and after stall the angle of attack was varied during the experiments. For the configurations with increased aerodynamic performance additional experiments were carried out. The smoke wire visualization and stereo vision technique allowed a detailled insight in the flow around the NACA0020 profile and the flap movement. The results show that elastic flaps at the leading and trailing edge of the airfoil improve notably the airfoil performance in deep stall. Furthermore, the highest increase of the lift-to-drag ratio was achieved for the configuration with lowest bending stiffness. It was observed that the highest reduction of the turbulent separation region is caused by the flap movement. The increase of lift-to-drag ratio results from a slow upward and a fast downward motion of the elastic flap. The study delivers helpful information for transfer of the observed effect to other technical applications.:Abbildungsverzeichnis....................................................................... VII Tabellenverzeichnis............................................................................ XII Symbol- & Abkürzungsverzeichnis..................................................XVI 1 Einleitung......................................................................................... 1 2 Stand der Forschung........................................................................ 4 2.1 Wesentliche Aspekte von Profilumströmungen ................................. 4 2.2 Zusammenfassung essenzieller Aspekte von Tragflügeln mit Flaps ......7 3 Numerische Untersuchung der Profilumströmung....................... 13 3.1 Numerische Modell ......................................................................13 3.1.1 Grundgleichu

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss von passiven und elastischen Rückstromklappen, die auch als Flaps bezeichnet werden, auf einen Tragflügel mit NACA0020 Profil untersucht. Mithilfe einer Kraftwaage erfolgte zunächst die Erfassung der Auswirkungen auf das aerodynamische Verhalten des Tragflügels vor und nach der Strömungsablösung. Für ein detailliertes Verständnis wurde zusätzlich die Umströmung mit der Rauchdrahttechnik visualisiert und die Flapkinematik mit der Stereo Vision Technik aufgenommen. Es konnte festgestellt werden, dass die Vorderkantenflaps mit der geringsten Biegesteifigkeit die Gleitzahl des Tragflügels vor allem in abgelöster Strömung erhöhen. Die festgestellte Auftriebssteigerung resultiert aus der langsamen Aufstellbewegung und beschleunigten Anlegebewegung der Flaps, die eine einhergehende Reduzierung der turbulenten Ablösung verursachen. Die Ergebnisse der Arbeit liefern zahlreiche Erkenntnisse, die eine Übertragung des festgestellten Effekts auf andere technische Anwendungen erleichtern.:Abbildungsverzeichnis....................................................................... VII Tabellenverzeichnis............................................................................ XII Symbol- & Abkürzungsverzeichnis..................................................XVI 1 Einleitung......................................................................................... 1 2 Stand der Forschung........................................................................ 4 2.1 Wesentliche Aspekte von Profilumströmungen ................................. 4 2.2 Zusammenfassung essenzieller Aspekte von Tragflügeln mit Flaps ......7 3 Numerische Untersuchung der Profilumströmung....................... 13 3.1 Numerische Modell ......................................................................13 3.1.1 Grundgleichungen und Turbulenzmodell ..............................13 3.1.2 Randbedingungen und Diskretisierungsschema .....................16 3.2 Ergebn, In the following study the effects of elastic and passive flaps were investigated on an airfoil with a NACA0020 profile. At first the aerodynamic performance of different configurations was measured with a force balance. In order to detect its effects before and after stall the angle of attack was varied during the experiments. For the configurations with increased aerodynamic performance additional experiments were carried out. The smoke wire visualization and stereo vision technique allowed a detailled insight in the flow around the NACA0020 profile and the flap movement. The results show that elastic flaps at the leading and trailing edge of the airfoil improve notably the airfoil performance in deep stall. Furthermore, the highest increase of the lift-to-drag ratio was achieved for the configuration with lowest bending stiffness. It was observed that the highest reduction of the turbulent separation region is caused by the flap movement. The increase of lift-to-drag ratio results from a slow upward and a fast downward motion of the elastic flap. The study delivers helpful information for transfer of the observed effect to other technical applications.:Abbildungsverzeichnis....................................................................... VII Tabellenverzeichnis............................................................................ XII Symbol- & Abkürzungsverzeichnis..................................................XVI 1 Einleitung......................................................................................... 1 2 Stand der Forschung........................................................................ 4 2.1 Wesentliche Aspekte von Profilumströmungen ................................. 4 2.2 Zusammenfassung essenzieller Aspekte von Tragflügeln mit Flaps ......7 3 Numerische Untersuchung der Profilumströmung....................... 13 3.1 Numerische Modell ......................................................................13 3.1.1 Grundgleichu

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss von passiven und elastischen Rückstromklappen, die auch als Flaps bezeichnet werden, auf einen Tragflügel mit NACA0020 Profil untersucht. Mithilfe einer Kraftwaage erfolgte zunächst die Erfassung der Auswirkungen auf das aerodynamische Verhalten des Tragflügels vor und nach der Strömungsablösung. Für ein detailliertes Verständnis wurde zusätzlich die Umströmung mit der Rauchdrahttechnik visualisiert und die Flapkinematik mit der Stereo Vision Technik aufgenommen. Es konnte festgestellt werden, dass die Vorderkantenflaps mit der geringsten Biegesteifigkeit die Gleitzahl des Tragflügels vor allem in abgelöster Strömung erhöhen. Die festgestellte Auftriebssteigerung resultiert aus der langsamen Aufstellbewegung und beschleunigten Anlegebewegung der Flaps, die eine einhergehende Reduzierung der turbulenten Ablösung verursachen. Die Ergebnisse der Arbeit liefern zahlreiche Erkenntnisse, die eine Übertragung des festgestellten Effekts auf andere technische Anwendungen erleichtern.:Abbildungsverzeichnis....................................................................... VII Tabellenverzeichnis............................................................................ XII Symbol- & Abkürzungsverzeichnis..................................................XVI 1 Einleitung......................................................................................... 1 2 Stand der Forschung........................................................................ 4 2.1 Wesentliche Aspekte von Profilumströmungen ................................. 4 2.2 Zusammenfassung essenzieller Aspekte von Tragflügeln mit Flaps ......7 3 Numerische Untersuchung der Profilumströmung....................... 13 3.1 Numerische Modell ......................................................................13 3.1.1 Grundgleichungen und Turbulenzmodell ..............................13 3.1.2 Randbedingungen und Diskretisierungsschema .....................16 3.2 Ergebn, In the following study the effects of elastic and passive flaps were investigated on an airfoil with a NACA0020 profile. At first the aerodynamic performance of different configurations was measured with a force balance. In order to detect its effects before and after stall the angle of attack was varied during the experiments. For the configurations with increased aerodynamic performance additional experiments were carried out. The smoke wire visualization and stereo vision technique allowed a detailled insight in the flow around the NACA0020 profile and the flap movement. The results show that elastic flaps at the leading and trailing edge of the airfoil improve notably the airfoil performance in deep stall. Furthermore, the highest increase of the lift-to-drag ratio was achieved for the configuration with lowest bending stiffness. It was observed that the highest reduction of the turbulent separation region is caused by the flap movement. The increase of lift-to-drag ratio results from a slow upward and a fast downward motion of the elastic flap. The study delivers helpful information for transfer of the observed effect to other technical applications.:Abbildungsverzeichnis....................................................................... VII Tabellenverzeichnis............................................................................ XII Symbol- & Abkürzungsverzeichnis..................................................XVI 1 Einleitung......................................................................................... 1 2 Stand der Forschung........................................................................ 4 2.1 Wesentliche Aspekte von Profilumströmungen ................................. 4 2.2 Zusammenfassung essenzieller Aspekte von Tragflügeln mit Flaps ......7 3 Numerische Untersuchung der Profilumströmung....................... 13 3.1 Numerische Modell ......................................................................13 3.1.1 Grundgleichu

Purpose - The paper presents a theoretical framework that describes the aerodynamics of a falling maple (Acer pseudoplatanus) seed. --- Methodology - A semi-empirical method is developed that provides a ratio stating how much longer a seed falls in air compared to freefall. The generated lift is calculated by evaluating the integral of two-dimensional airfoil elements using a preliminary falling speed. This allows for the calculation of the definitive falling speed using Blade Element Momentum Theory (BEMT); hereafter, the fall duration in air and in freefall are obtained. Furthermore, the input-variables of the calculation of lift are transformed to require only the length and width of the maple seed. Lastly, the method is applied to two calculation examples as a means of validation. --- Findings - The two example calculations gave percentual errors of 5.5% and 3.7% for the falling speed when compared to measured values. The averaged result is that a maple seed falls 9.9 times longer in air when released from 20 m; however, this result is highly dependent on geometrical parameters which can be accounted for using the constructed method. --- Research limitations - Firstly, the coefficient of lift is unknown for the shape of a maple seed. Secondly, the approximated transient state is yet to be verified by measurement. --- Originality / Value - The added value of this report lies in the reduction of simplifications compared to BEMT approaches. In this way a large amount of accuracy is achieved due to the inclusion of many geometrical parameters, even though simplicity is maintained. This has been accomplished through constructing a simple three-step method that is fundamental and essentially non-iterative.

Zweck - In dieser Bachelorarbeit werden die öffentlich nicht zugänglichen Technologieparameter von Passagierflugzeugen näherungsweise bestimmt. Das sind maximaler Auftriebsbeiwert bei Start und Landung, maximale Gleitzahl und spezifischer Kraftstoffverbrauch im Reiseflug. Folgende Flugzeuge werden paarweise untersucht und verglichen: A340-300 und IL-96-300, Boeing 727-200 Advanced und TU-154M, Fokker 100 und MD-82, A319-100 und An-72. --- Methodik - Die Berechnung erfolgt mit dem Excel-basierten Werkzeug "Passenger Jet Reverse Engineering" (PJRE). Grundlage der Berechnung ist die aus dem Flugzeugentwurf bekannte Dimensionierung mit dem Entwurfsdiagramm. Für die ausgewählten Passagierflugzeuge werden die erforderlichen Eingangsparameter recherchiert. Die zunächst unbekannten Technologieparameter werden dann mit PRJE sowohl ermittelt als auch verifiziert. --- Ergebnisse - Die Ergebnisse aus dem Reverse Engineering stimmen recht gut überein mit den Werten aus der Verifikation. Lediglich die Werte der maximalen Gleitzahl im Reiseflug sind berechnet aus der Verifikation oft deutlich höher als berechnet aus dem Reverse Engineering. Der spezifische Kraftstoffverbrauch im Reiseflug hat sich über die Jahrzehnte der Flugzeugentwicklung stark verringert. --- Bedeutung für die Praxis - Durch die Konkurrenzsituation der Flugzeughersteller können viele Flugzeugparameter nicht öffentlich zur Verfügung gestellt werden. Die Anwendung von PJRE zeigt, wie diese Parameter trotzdem näherungsweise ermittelt werden können. --- Soziale Bedeutung - Eine detaillierte Diskussion über Flugkosten, Ticketpreise und die Umweltverträglichkeit des Flugverkehrs setzt detaillierte Kenntnisse über die Flugzeuge voraus. Durch ein Reverse Engineering können Verbraucher diese Diskussion mit der Industrie auf Augenhöhe führen. --- Originalität / Wert - Nach der Entwicklung von PJRE wird die Methode hier zum ersten Mal angewandt.

A reinforced fiber-glass model of a NACA 4412 wing profile is designed and set-up in the Minimum Turbulence Level (MTL) wind tunnel facility at KTH. The model has 65 pressure taps orifices, and the set-up includes two mounting panels designed to allow for particle image velocimetry (PIV) and hot wire anemometry (HWA) measurements of the boundary layer (to be performed in a future campaign). In a first experimental campaign pressure scans are conducted at three angles of attack of interest (5,10 and 12 degrees), and at four different Reynolds numbers based on chord length and inflow velocity (200,000, 400,000, 1,000,000, and 1,640,000). The preliminary results show good agreement with DNS and LES data, however, the effective angle of attack of the wing is affected by the interference of the test section. In order to obtain proper flow conditions for future campaigns inside the test section, wall inserts are designed using 2D k-omega SST simulations. The side-walls are streamlined and the final geometry is corrected to account for the boundary-layer growth over them. The inserts are shown to avoid early separation near the trailing edge at higher angles of attack (10 and 12 degrees), but the 2D simulations fail to capture the aforementioned angle-of-attack issue affecting the pressure distributions. Future extensions of the present insert design should include both 3D simulations of the test-section and a robust optimization procedure to prescribe the resulting pressure distribution., En NACA 4412 vingprofilsmodel av förstärkt glasfiber utformas och installeras enligt Minimum Turbulence Level (MTL) i vindtunnelanläggningen på KTH. Modellen har 65 tryckluftsöppningar, och uppsättningen innehåller två monteringspaneler som är utformade för att möjliggöra mätningar av particle image velocimetry (PIV) and hot wire anemometry (HWA) hos gränsskiktet (som ska utföras i en framtida kampanj). I en första experimentell kampanj utförs tryckskanningar vid tre anfallsvinklar av intresse (5, 10, och 12 grader) samt vid fyra olika Reynolds-nummer (200 000, 400 000, 1 000 000 och 1 640 000). De preliminära resultaten visar god överensstämmelse med DNS- och LES-data, men den effektiva anfallsvinkeln på vingen påverkas av störningar från testsektionen. För att tillhandahålla korrekta flödesförhållanden för framtida kampanjer i testdelen är vägginsatser konstruerade med 2D k-omega SST-simuleringar. Sidoväggarna är strömlinjeformade och den slutliga geometrin korrigeras för att ta hänsyn till gränsiktets tillväxt. Insatserna undviker den tidig separation som sker nära bakkanten vid högre anfallsvinklar (10 och 12 grader), men 2D-simuleringarna misslyckades med att fånga det ovan nämnda anfallsvinkelproblemet som påverkar tryckfördelningarna.

A reinforced fiber-glass model of a NACA 4412 wing profile is designed and set-up in the Minimum Turbulence Level (MTL) wind tunnel facility at KTH. The model has 65 pressure taps orifices, and the set-up includes two mounting panels designed to allow for particle image velocimetry (PIV) and hot wire anemometry (HWA) measurements of the boundary layer (to be performed in a future campaign). In a first experimental campaign pressure scans are conducted at three angles of attack of interest (5,10 and 12 degrees), and at four different Reynolds numbers based on chord length and inflow velocity (200,000, 400,000, 1,000,000, and 1,640,000). The preliminary results show good agreement with DNS and LES data, however, the effective angle of attack of the wing is affected by the interference of the test section. In order to obtain proper flow conditions for future campaigns inside the test section, wall inserts are designed using 2D k-omega SST simulations. The side-walls are streamlined and the final geometry is corrected to account for the boundary-layer growth over them. The inserts are shown to avoid early separation near the trailing edge at higher angles of attack (10 and 12 degrees), but the 2D simulations fail to capture the aforementioned angle-of-attack issue affecting the pressure distributions. Future extensions of the present insert design should include both 3D simulations of the test-section and a robust optimization procedure to prescribe the resulting pressure distribution., En NACA 4412 vingprofilsmodel av förstärkt glasfiber utformas och installeras enligt Minimum Turbulence Level (MTL) i vindtunnelanläggningen på KTH. Modellen har 65 tryckluftsöppningar, och uppsättningen innehåller två monteringspaneler som är utformade för att möjliggöra mätningar av particle image velocimetry (PIV) and hot wire anemometry (HWA) hos gränsskiktet (som ska utföras i en framtida kampanj). I en första experimentell kampanj utförs tryckskanningar vid tre anfallsvinklar av intresse (5, 10, och 12 grader) samt vid fyra olika Reynolds-nummer (200 000, 400 000, 1 000 000 och 1 640 000). De preliminära resultaten visar god överensstämmelse med DNS- och LES-data, men den effektiva anfallsvinkeln på vingen påverkas av störningar från testsektionen. För att tillhandahålla korrekta flödesförhållanden för framtida kampanjer i testdelen är vägginsatser konstruerade med 2D k-omega SST-simuleringar. Sidoväggarna är strömlinjeformade och den slutliga geometrin korrigeras för att ta hänsyn till gränsiktets tillväxt. Insatserna undviker den tidig separation som sker nära bakkanten vid högre anfallsvinklar (10 och 12 grader), men 2D-simuleringarna misslyckades med att fånga det ovan nämnda anfallsvinkelproblemet som påverkar tryckfördelningarna.

Detta projekt undersöker möjligheterna att bedöma discar avsedda för discgolf efter en skala grundad i vetenskapliga tester. Tester görs i vindtunneln hos Sportstech Research Centre vid Mittuniversitetet i Östersund i samarbete med Kastaplast AB. Lyckade tester skulle kunna leda till standardiserade och mer noggranna bedömningar av discar. Något som underlättar för både kunder och tillverkare. Avsikten är att framförallt bedöma en discs speedrating men projektet undersöker också möjligheterna för att se samband gällande glide och turn. Testerna kan även så ett frö till vidare tester för att skapa djupare förståelse för discars beteende i luften., This project examines the possibilities of rating discs intended for use in discgolf after a scale based on scientific tests. Tests are conducted in the wind tunnel at Sportstech Research Centre at Mid Sweden University in Östersund in collaboration with Kastaplast AB. Successful tests could lead to standardized and more accurate ratings of disc that would facilitate for both customers and manufacturers. Intentions are to foremost rate a discs speed rating but will also examine the possibilities of seeing connections regarding glide and turn. Tests may also lead to future studies regarding the understanding of disc flight., Betyg: 181001

Detta projekt undersöker möjligheterna att bedöma discar avsedda för discgolf efter en skala grundad i vetenskapliga tester. Tester görs i vindtunneln hos Sportstech Research Centre vid Mittuniversitetet i Östersund i samarbete med Kastaplast AB. Lyckade tester skulle kunna leda till standardiserade och mer noggranna bedömningar av discar. Något som underlättar för både kunder och tillverkare. Avsikten är att framförallt bedöma en discs speedrating men projektet undersöker också möjligheterna för att se samband gällande glide och turn. Testerna kan även så ett frö till vidare tester för att skapa djupare förståelse för discars beteende i luften., This project examines the possibilities of rating discs intended for use in discgolf after a scale based on scientific tests. Tests are conducted in the wind tunnel at Sportstech Research Centre at Mid Sweden University in Östersund in collaboration with Kastaplast AB. Successful tests could lead to standardized and more accurate ratings of disc that would facilitate for both customers and manufacturers. Intentions are to foremost rate a discs speed rating but will also examine the possibilities of seeing connections regarding glide and turn. Tests may also lead to future studies regarding the understanding of disc flight., Betyg: 181001

This thesis explains how the classified design parameters of existing passenger jets can be determined. The classified design parameters are; the maximum lift coefficient for landing and take-off, the maximum aerodynamic efficiency and the specific fuel consumption. The entire concept is based on the preliminary sizing of jet powered civil aeroplanes. This preliminary sizing is explained in detail because it is the foundation of the final result. The preliminary sizing is combined using reverse engineering which is not a strict method. Therefore, only the basics are explained. By applying reverse engineering on the preliminary sizing and aiming for the classified design parameters as output, formulas are derived to calculate the maximum lift coefficients, the maximum aerodynamic efficiency and the specific fuel consumption. The goal is to calculate these parameters, using only aircraft specifications that are made public by the manufacturer. The calculations are complex with mutual relations, iterative processes and optimizations. Therefore, it is interesting to integrate everything in a tool. The tool is built in Microsoft Excel and explained in detail adding operating instructions. The program is executed for miscellaneous aeroplanes, supported with the necessary comments. Investigated aeroplanes are: Caravelle 10B (Sud-Aviation), Boeing 707-320C, BAe 146-200 (British Aerospance), A320-200 (Airbus), "The Rebel" (based on A320), Boeing SUGAR High, Boeing 747-400, Blended Wing Body VELA 2 (VELA) and Dassault Falcon 8X.

Detta arbete behandlar undersökningen och valideringen av kylförlustmodellen i det nyligen framtagna programmet för endimensionell turbindesign, Mean Line Tool (MLT), skapat av Siemens Industrial Turbomachinery AB (SIT). Huvudsyftet är att undersöka med vilken noggrannhet MLT kan prediktera de extra aerodynamiska förluster som uppstår vid injektion av kylluft i en turbinpassage. För att validera kylförlustmodellen i MLT, har tidigare resultat från en testrigg på KTH används, där de extra förlusterna på grund av kylinjektion har mätts för ett flertal kylpositioner på en turbinledskena. Lokala flödes- och geometriska parametrar från testriggen ansattes i MLT för att möjliggöra en korrekt jämförelse. Ytterligare validering utfördes mot en testbaserad Siemens-korrelation, som är en sammanställning av ett flertal test från olika turbinkomponenter av SIT. I denna korrelation undersöktes kylning på en ledskenas bladprofil och plattform, samt på skovelns bladprofil, där en ökning av kylmassflöde relaterades till en förändring i stegverkningsgrad. Resultaten, från jämförelsen mellan data från testriggen på KTH samt beräkningar i MLT, visade att MLT predikterar extraförlusterna på grund av kylning på bladprofilen av en ledskena med bra noggrannhet. Däremot visar jämförelsen att MLT beräknar en lägre förlust för bakkantskylning. Således har en modifierad förlustkorrelation för bakkantskylning presenterats, som ger mer överensstämmande resultat mot testriggen. Jämförelsen mellan MLT beräkningar och den testbaserade Siemens-korrelationen visar att MLT inte predikterar förändringen i stegverkningsgrad, på grund av extra kylmassflöde, med bra noggrannhet. På grund av ett flertal osäkerheter har denna jämförelse endast användas för att kvalitativt belysa brister i kylförlustmodellen av MLT. Med detta i åtanke har det fastställts att plattformskylning vid främre delen av en turbinpassage skulle kunna vara mycket överpredikterad av MLT. Den övergripande slutsatsen är att MLT predikte, This thesis concerns the investigation and validation of the cooling loss model in newly developed one-dimensional turbine design tool, Mean Line Tool (MLT), of Siemens Industrial Turbomachinery AB (SIT). The main objective is to investigate how accurately MLT can predict the additional aerodynamic losses due to cooling ejection in a turbine blade passage. To validate the cooling loss model of MLT, existing results from an annular sector cascade rig at KTH were used, where the additional losses due to cooling ejection were presented for several cooling locations on a stator vane profile. Local flow- and geometrical parameters from the cascade rig were set in MLT to enable a fair comparison. Moreover, a Siemens test based correlation was used, which is a data collection based on tests using various cooled components of SIT. Cooling ejection on a stator vane profile, stator vane platform and rotor blade profile was investigated, where an increase in coolant mass-flow was related to a change in stage efficiency. The results, when comparing data from the KTH cascade rig against calculations of MLT, show that MLT is able to accurately predict the additional loss due to cooling ejection on a stator vane profile. However, the comparison presents that the calculated loss for trailing edge cooling by MLT is lower than the results from the cascade rig. Therefore, a modified trailing edge cooling correlation is presented, which predicts the results from the cascade rig with better accuracy. Furthermore, comparisons between MLT calculations and the Siemens correlation present that MLT cannot predict the change in stage efficiency, due to added coolant mass-flow, accurately. However, due to several uncertainties, these results are qualitatively used to understand sources of prediction error in the cooling loss model of MLT. Having this in mind, it is established that hub platform cooling at the front part of a blade passage might be greatly overpredicted by MLT. The general conc

Detta arbete behandlar undersökningen och valideringen av kylförlustmodellen i det nyligen framtagna programmet för endimensionell turbindesign, Mean Line Tool (MLT), skapat av Siemens Industrial Turbomachinery AB (SIT). Huvudsyftet är att undersöka med vilken noggrannhet MLT kan prediktera de extra aerodynamiska förluster som uppstår vid injektion av kylluft i en turbinpassage. För att validera kylförlustmodellen i MLT, har tidigare resultat från en testrigg på KTH används, där de extra förlusterna på grund av kylinjektion har mätts för ett flertal kylpositioner på en turbinledskena. Lokala flödes- och geometriska parametrar från testriggen ansattes i MLT för att möjliggöra en korrekt jämförelse. Ytterligare validering utfördes mot en testbaserad Siemens-korrelation, som är en sammanställning av ett flertal test från olika turbinkomponenter av SIT. I denna korrelation undersöktes kylning på en ledskenas bladprofil och plattform, samt på skovelns bladprofil, där en ökning av kylmassflöde relaterades till en förändring i stegverkningsgrad. Resultaten, från jämförelsen mellan data från testriggen på KTH samt beräkningar i MLT, visade att MLT predikterar extraförlusterna på grund av kylning på bladprofilen av en ledskena med bra noggrannhet. Däremot visar jämförelsen att MLT beräknar en lägre förlust för bakkantskylning. Således har en modifierad förlustkorrelation för bakkantskylning presenterats, som ger mer överensstämmande resultat mot testriggen. Jämförelsen mellan MLT beräkningar och den testbaserade Siemens-korrelationen visar att MLT inte predikterar förändringen i stegverkningsgrad, på grund av extra kylmassflöde, med bra noggrannhet. På grund av ett flertal osäkerheter har denna jämförelse endast användas för att kvalitativt belysa brister i kylförlustmodellen av MLT. Med detta i åtanke har det fastställts att plattformskylning vid främre delen av en turbinpassage skulle kunna vara mycket överpredikterad av MLT. Den övergripande slutsatsen är att MLT predikte, This thesis concerns the investigation and validation of the cooling loss model in newly developed one-dimensional turbine design tool, Mean Line Tool (MLT), of Siemens Industrial Turbomachinery AB (SIT). The main objective is to investigate how accurately MLT can predict the additional aerodynamic losses due to cooling ejection in a turbine blade passage. To validate the cooling loss model of MLT, existing results from an annular sector cascade rig at KTH were used, where the additional losses due to cooling ejection were presented for several cooling locations on a stator vane profile. Local flow- and geometrical parameters from the cascade rig were set in MLT to enable a fair comparison. Moreover, a Siemens test based correlation was used, which is a data collection based on tests using various cooled components of SIT. Cooling ejection on a stator vane profile, stator vane platform and rotor blade profile was investigated, where an increase in coolant mass-flow was related to a change in stage efficiency. The results, when comparing data from the KTH cascade rig against calculations of MLT, show that MLT is able to accurately predict the additional loss due to cooling ejection on a stator vane profile. However, the comparison presents that the calculated loss for trailing edge cooling by MLT is lower than the results from the cascade rig. Therefore, a modified trailing edge cooling correlation is presented, which predicts the results from the cascade rig with better accuracy. Furthermore, comparisons between MLT calculations and the Siemens correlation present that MLT cannot predict the change in stage efficiency, due to added coolant mass-flow, accurately. However, due to several uncertainties, these results are qualitatively used to understand sources of prediction error in the cooling loss model of MLT. Having this in mind, it is established that hub platform cooling at the front part of a blade passage might be greatly overpredicted by MLT. The general conc

Workshop am Technologiezentrum Hamburg-Finkenwerder, 13. November 1995, Tagungsband / Fachausschuß S2.1 Starrflügelsysteme, Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V. (DGLR). Inhalt: Teil 1: Integrierter Projektentwurf, Teil 2: Flugphysikalischer Entwurf, Teil 3: Teilaspekte des Projektentwurfs

This project has focused on aerodynamics in hand cycling. Hand cycles are used by people with disabilities, paralysis or amputation of a lower limb. The idea for the project was initiated by a para-cyclist who suspected that his feet were causing an unnecessarily large air resistance when racing. The aim of this project was therefore to investigate this suspicion. If the excessive air resistance was confirmed, a new footrest would be developed to reduce it. The project was conducted in collaboration with the orthopedic clinic Team Olmed who had previously had contact with the user. Simulations on the feet were carried out in FloEFD to investigate the air resistance caused by the feet. Any excessive air resistance could then be confirmed and the development of a new footrest that would reduce drag could begin. Through literature studies regarding aerodynamics and analogies, brainstorming and brainwriting and with help from experts different concepts were generated. The concept of a streamlined footrest served as a basis to reduce the air resistance. Two of the concepts were modeled with a rounded shape that gently breaks the air and forms a streamline along the body. New simulations were conducted and later compared with the old footrest and the new streamline characteristics could then be confirmed. The result of the post simulations cannot be definitively quantified, but they indicate that air resistance is reduced by about 0,3 N for the two new footrests. This represents an improvement of 12-15 seconds for the cyclist on a 20 km race, which could be crucial in future competitions. The concept that provided the lowest air resistance was also developed as a prototype. The prototype was tested on the user's bicycle and feet with a satisfactory result. The project shows that it is relevant to develop more aerodynamic footrests in the sport hand- cycling. The time saved with the footrest developed in this project had meant the difference between victory and a fourth pl

This project has focused on aerodynamics in hand cycling. Hand cycles are used by people with disabilities, paralysis or amputation of a lower limb. The idea for the project was initiated by a para-cyclist who suspected that his feet were causing an unnecessarily large air resistance when racing. The aim of this project was therefore to investigate this suspicion. If the excessive air resistance was confirmed, a new footrest would be developed to reduce it. The project was conducted in collaboration with the orthopedic clinic Team Olmed who had previously had contact with the user. Simulations on the feet were carried out in FloEFD to investigate the air resistance caused by the feet. Any excessive air resistance could then be confirmed and the development of a new footrest that would reduce drag could begin. Through literature studies regarding aerodynamics and analogies, brainstorming and brainwriting and with help from experts different concepts were generated. The concept of a streamlined footrest served as a basis to reduce the air resistance. Two of the concepts were modeled with a rounded shape that gently breaks the air and forms a streamline along the body. New simulations were conducted and later compared with the old footrest and the new streamline characteristics could then be confirmed. The result of the post simulations cannot be definitively quantified, but they indicate that air resistance is reduced by about 0,3 N for the two new footrests. This represents an improvement of 12-15 seconds for the cyclist on a 20 km race, which could be crucial in future competitions. The concept that provided the lowest air resistance was also developed as a prototype. The prototype was tested on the user's bicycle and feet with a satisfactory result. The project shows that it is relevant to develop more aerodynamic footrests in the sport hand- cycling. The time saved with the footrest developed in this project had meant the difference between victory and a fourth pl

Transportation is the main source of environmental noise in Europe, with an estimated 125 million people affected by excessive noise levels from road traffic, causing a burden of noise related diseases and having a substantial economic impact on society. In order to reduce exposure to high levels of traffic noise, two approaches are the topic of extensive research: preventing sound from propagating from roads and railways using for example noise barriers, and reducing the sources of noise themselves. The second solution, which addresses directly the cause of the problem, requires improved design methods, with a more systematic resort to multi-functional design. Addressing cross-functions simultaneously reduces the number of design iterations and the high cost of prototyping. The work presented in this thesis aims at developing methods that can be used to design quieter vehicle concepts within a multi-functional approach, and is articulated around two main axis of research, aerodynamic sound generation and sound propagation. The first axis aims at performing an aeroacoustic analysis to predict aerodynamic sound sources. A hybrid method is used on the example of a type of submerged air inlet called a NACA duct, where the near-field flow is solved through detached eddy simulation (DES) and where the far-field acoustics is computed using the Ffowcs Williams and Hawkings integral. Results for the flow for various operating conditions are presented and validated against experimental data from the literature, with very good agreement. Far-field acoustic results are shown, exhibiting levels and components that are strongly dependent on the operating conditions. This analysis gives a framework for future aeroacoustic analysis in the project, and sets the path for the development of air inlets with improved aerodynamic and aeroacoustic characteristics. The second axis focuses on the propagation of sound from a given source, moving in an urban environment. An approximate bound, Fordon är den främsta källan till bullerexponering i Europa med uppskattningsvis 125 miljoner människor som är utsatta för höga ljudnivåer från vägtrafik, vilket kan orsaka bullerrelaterade häsloproblem samt har en betydande ekonomisk effekt på samhället. För att minska exponeringen för höga ljudnivåer från fordon, finns det två angreppssätt som båda idag är ämne för omfattande forskning: att förhindra ljudutbredning från vägar och järnvägar (till exempel med hjälp av bullerskydd), samt att minska ljudnivån från olika bullerkällor. Den sistnämnda, som direkt riktar sig till problemets orsak, kräver förbättrade designmetoder med mer systematisk användning av multifunktionell design. Att hantera flera funktioner hos fordonet samtidigt minskar antalet designiterationer och den höga kostnaden för prototyper. Arbetet som presenteras i denna avhandling syftar till att utveckla metoder som kan användas för att utforma tystare fordonskoncept inom ramen för en multifunktionell strategi och fokuserar på två spår i forskningen: aerodynamisk ljudalstring och ljudutbredning från rörliga källor. Det första spåret i forskningen syftar till att utföra en aeroakustisk undersökning för att modellera aerodynamiska ljudkällor. En hybridmetod tillämpas på ett typ av nedsänkt luftintag, kallat NACA-intag, där källområdet i strömningen löses genom detached eddy simulation (DES) och akustiken i fjärrfältet beräknas enligt Ffowcs Williams och Hawkings integral. Resultat för strömningen för olika driftförhållanden presenteras och valideras mot experimentella data från litteraturen, med mycket god överensstämmelse. Resultat för det akustika fjärrfältet visas, vilket uppvisar nivåer och komponenter som är starkt beroende av driftförhållandena. Denna analys ger en ram för kommande analyser av aeroakustik inom projektet och visar vägen för utvecklingen av luftintag med förbättrade aerodynamiska och aeroakustika egenskaper. Det andra spåret i forskningsprojektet är inriktat på ljudets utbredning, QC 20151002

Transportation is the main source of environmental noise in Europe, with an estimated 125 million people affected by excessive noise levels from road traffic, causing a burden of noise related diseases and having a substantial economic impact on society. In order to reduce exposure to high levels of traffic noise, two approaches are the topic of extensive research: preventing sound from propagating from roads and railways using for example noise barriers, and reducing the sources of noise themselves. The second solution, which addresses directly the cause of the problem, requires improved design methods, with a more systematic resort to multi-functional design. Addressing cross-functions simultaneously reduces the number of design iterations and the high cost of prototyping. The work presented in this thesis aims at developing methods that can be used to design quieter vehicle concepts within a multi-functional approach, and is articulated around two main axis of research, aerodynamic sound generation and sound propagation. The first axis aims at performing an aeroacoustic analysis to predict aerodynamic sound sources. A hybrid method is used on the example of a type of submerged air inlet called a NACA duct, where the near-field flow is solved through detached eddy simulation (DES) and where the far-field acoustics is computed using the Ffowcs Williams and Hawkings integral. Results for the flow for various operating conditions are presented and validated against experimental data from the literature, with very good agreement. Far-field acoustic results are shown, exhibiting levels and components that are strongly dependent on the operating conditions. This analysis gives a framework for future aeroacoustic analysis in the project, and sets the path for the development of air inlets with improved aerodynamic and aeroacoustic characteristics. The second axis focuses on the propagation of sound from a given source, moving in an urban environment. An approximate bound, Fordon är den främsta källan till bullerexponering i Europa med uppskattningsvis 125 miljoner människor som är utsatta för höga ljudnivåer från vägtrafik, vilket kan orsaka bullerrelaterade häsloproblem samt har en betydande ekonomisk effekt på samhället. För att minska exponeringen för höga ljudnivåer från fordon, finns det två angreppssätt som båda idag är ämne för omfattande forskning: att förhindra ljudutbredning från vägar och järnvägar (till exempel med hjälp av bullerskydd), samt att minska ljudnivån från olika bullerkällor. Den sistnämnda, som direkt riktar sig till problemets orsak, kräver förbättrade designmetoder med mer systematisk användning av multifunktionell design. Att hantera flera funktioner hos fordonet samtidigt minskar antalet designiterationer och den höga kostnaden för prototyper. Arbetet som presenteras i denna avhandling syftar till att utveckla metoder som kan användas för att utforma tystare fordonskoncept inom ramen för en multifunktionell strategi och fokuserar på två spår i forskningen: aerodynamisk ljudalstring och ljudutbredning från rörliga källor. Det första spåret i forskningen syftar till att utföra en aeroakustisk undersökning för att modellera aerodynamiska ljudkällor. En hybridmetod tillämpas på ett typ av nedsänkt luftintag, kallat NACA-intag, där källområdet i strömningen löses genom detached eddy simulation (DES) och akustiken i fjärrfältet beräknas enligt Ffowcs Williams och Hawkings integral. Resultat för strömningen för olika driftförhållanden presenteras och valideras mot experimentella data från litteraturen, med mycket god överensstämmelse. Resultat för det akustika fjärrfältet visas, vilket uppvisar nivåer och komponenter som är starkt beroende av driftförhållandena. Denna analys ger en ram för kommande analyser av aeroakustik inom projektet och visar vägen för utvecklingen av luftintag med förbättrade aerodynamiska och aeroakustika egenskaper. Det andra spåret i forskningsprojektet är inriktat på ljudets utbredning, QC 20151002

Denna rapport ingår i ett examensarbete på avancerad nivå inom ämnet produktutveckling.Arbetet innefattar en fallstudie som genomförts vid RTGA, Scania CV AB i Södertälje.Examensarbetet omfattar 30 högskolepoäng och har genomförts av undertecknad,teknologstudent från Mälardalens Högskola vårterminen 2015. Rapporten har upprättats i tvåversioner, en för Scania CV AB respektive en generell version där känslig företagsspecifikinformation har censurerats. I takt med att utvecklingen av motorprestanda fortskrider, med avseende på ökademotoreffekter samt teknikutveckling för emissionsreglering, så ökar också kravet på prestandaför kylsystem som måste klara av att kyla bort högre effekter. Fordonskombinationer medkraftfulla laddluftkylare löper dock stor risk att drabbas av utfälld kondens som fryser till is iladdluftkylaren vid låga omgivningstemperaturer. Isen medför ett tryckfall i laddluftkylarenmed prestandabortfall som följd. Scanias lösning till problematiken är en så kallad kylargardinsom syftar till att reducera kylluftflödet genom laddluftkylaren till den mån att isbildning intesker. Kylargardinen monteras manuellt av föraren framför kylarpaketet dåomgivningstemperaturen understiger 5 °C. Det finns även andra fördelar med att begränsa det yttre kylluftflödet som passerar genomkylarpaketet. Lastbilars kylsystem är i regel överdimensionerade för normala driftfall såsommotorvägskörning vilket betyder att maximal kylning inte krävs vid dessa situationer. Genomatt reducera det yttre kylluftflödet genom kylarpaketet så kan även hela fordonets totalaluftmotstånd reduceras vilket kan utnyttjas i syfte att reducera bränsleförbrukningen. För att erhålla en bra balansgång mellan aerodynamik och kylprestanda samt motverkaproblemet med isbildning i laddluftkylaren fanns därför en önskan om att en reglerbarkylartäckning skulle utvecklas för att kunna reglera kylluftflödet genom fordonets kylarpaketvid behov. Detta arbete innefattar en fallstudie där olika produktutvecklingsver, This report is part of a Master thesis project in the subject of Product Development. The workincludes a case study which was carried out at RTGA, Scania CV AB in Södertälje. The workcomprises 30 credits and was conducted by a student from Mälardalen University during thespring semester 2015. The report has been prepared in two versions; one for Scania CV AB anda generalized version where sensitive company specific information has been censored. The development of vehicle engine performance progresses in a rapid pace. This progressinclude increased engine power and improved technical features for emission control. This alsogoes for the requirement on performance of cooling systems in heavy trucks, which has tohandle dissipation of the increased power. Vehicles with powerful charge air coolers however,runs a high risk of being affected by iced condensation in the charge air cooler at low ambienttemperatures. The ice build-up results in a pressure drop in the charge air cooler with a loss ofengine performance as a consequence. Scania's solution to the problem is a so called radiatorblind designed to reduce the cooling air flow through the charge air cooler to the extent thatice build-up does not occur. The blind is mounted manually in front of the cooler package whenthe ambient temperature is expected to be below 5 °C. There are also other advantages to limit the outer cooling air flow passing through the coolingpackage. The cooling systems in heavy trucks are usually oversized for normal operatingconditions such as highway cruising, which means that maximum cooling is not required inthese situations. By reducing the airflow through the cooler package, the vehicle's total airresistance is reduced, which can be utilized in order to reduce fuel consumption. To obtain a good balance between aerodynamics and cooling performance, and to counteractthe problem of ice build-up in the charge air cooler, there was a desire for an adjustable radiatorcoverage which would be able

Denna rapport ingår i ett examensarbete på avancerad nivå inom ämnet produktutveckling.Arbetet innefattar en fallstudie som genomförts vid RTGA, Scania CV AB i Södertälje.Examensarbetet omfattar 30 högskolepoäng och har genomförts av undertecknad,teknologstudent från Mälardalens Högskola vårterminen 2015. Rapporten har upprättats i tvåversioner, en för Scania CV AB respektive en generell version där känslig företagsspecifikinformation har censurerats. I takt med att utvecklingen av motorprestanda fortskrider, med avseende på ökademotoreffekter samt teknikutveckling för emissionsreglering, så ökar också kravet på prestandaför kylsystem som måste klara av att kyla bort högre effekter. Fordonskombinationer medkraftfulla laddluftkylare löper dock stor risk att drabbas av utfälld kondens som fryser till is iladdluftkylaren vid låga omgivningstemperaturer. Isen medför ett tryckfall i laddluftkylarenmed prestandabortfall som följd. Scanias lösning till problematiken är en så kallad kylargardinsom syftar till att reducera kylluftflödet genom laddluftkylaren till den mån att isbildning intesker. Kylargardinen monteras manuellt av föraren framför kylarpaketet dåomgivningstemperaturen understiger 5 °C. Det finns även andra fördelar med att begränsa det yttre kylluftflödet som passerar genomkylarpaketet. Lastbilars kylsystem är i regel överdimensionerade för normala driftfall såsommotorvägskörning vilket betyder att maximal kylning inte krävs vid dessa situationer. Genomatt reducera det yttre kylluftflödet genom kylarpaketet så kan även hela fordonets totalaluftmotstånd reduceras vilket kan utnyttjas i syfte att reducera bränsleförbrukningen. För att erhålla en bra balansgång mellan aerodynamik och kylprestanda samt motverkaproblemet med isbildning i laddluftkylaren fanns därför en önskan om att en reglerbarkylartäckning skulle utvecklas för att kunna reglera kylluftflödet genom fordonets kylarpaketvid behov. Detta arbete innefattar en fallstudie där olika produktutvecklingsver, This report is part of a Master thesis project in the subject of Product Development. The workincludes a case study which was carried out at RTGA, Scania CV AB in Södertälje. The workcomprises 30 credits and was conducted by a student from Mälardalen University during thespring semester 2015. The report has been prepared in two versions; one for Scania CV AB anda generalized version where sensitive company specific information has been censored. The development of vehicle engine performance progresses in a rapid pace. This progressinclude increased engine power and improved technical features for emission control. This alsogoes for the requirement on performance of cooling systems in heavy trucks, which has tohandle dissipation of the increased power. Vehicles with powerful charge air coolers however,runs a high risk of being affected by iced condensation in the charge air cooler at low ambienttemperatures. The ice build-up results in a pressure drop in the charge air cooler with a loss ofengine performance as a consequence. Scania's solution to the problem is a so called radiatorblind designed to reduce the cooling air flow through the charge air cooler to the extent thatice build-up does not occur. The blind is mounted manually in front of the cooler package whenthe ambient temperature is expected to be below 5 °C. There are also other advantages to limit the outer cooling air flow passing through the coolingpackage. The cooling systems in heavy trucks are usually oversized for normal operatingconditions such as highway cruising, which means that maximum cooling is not required inthese situations. By reducing the airflow through the cooler package, the vehicle's total airresistance is reduced, which can be utilized in order to reduce fuel consumption. To obtain a good balance between aerodynamics and cooling performance, and to counteractthe problem of ice build-up in the charge air cooler, there was a desire for an adjustable radiatorcoverage which would be able

Transportation is the main source of environmental noise in Europe, with an estimated 125 million people affected by excessive noise levels from road traffic, causing a burden of noise related diseases and having a substantial economic impact on society. In order to reduce exposure to high levels of traffic noise, two approaches are the topic of extensive research: preventing sound from propagating from roads and railways using for example noise barriers, and reducing the sources of noise themselves. The second solution, which addresses directly the cause of the problem, requires improved design methods, with a more systematic resort to multi-functional design. Addressing cross-functions simultaneously reduces the number of design iterations and the high cost of prototyping. The work presented in this thesis aims at developing methods that can be used to design quieter vehicle concepts within a multi-functional approach, and is articulated around two main axis of research, aerodynamic sound generation and sound propagation. The first axis aims at performing an aeroacoustic analysis to predict aerodynamic sound sources. A hybrid method is used on the example of a type of submerged air inlet called a NACA duct, where the near-field flow is solved through detached eddy simulation (DES) and where the far-field acoustics is computed using the Ffowcs Williams and Hawkings integral. Results for the flow for various operating conditions are presented and validated against experimental data from the literature, with very good agreement. Far-field acoustic results are shown, exhibiting levels and components that are strongly dependent on the operating conditions. This analysis gives a framework for future aeroacoustic analysis in the project, and sets the path for the development of air inlets with improved aerodynamic and aeroacoustic characteristics. The second axis focuses on the propagation of sound from a given source, moving in an urban environment. An approximate bound, Fordon är den främsta källan till bullerexponering i Europa med uppskattningsvis 125 miljoner människor som är utsatta för höga ljudnivåer från vägtrafik, vilket kan orsaka bullerrelaterade häsloproblem samt har en betydande ekonomisk effekt på samhället. För att minska exponeringen för höga ljudnivåer från fordon, finns det två angreppssätt som båda idag är ämne för omfattande forskning: att förhindra ljudutbredning från vägar och järnvägar (till exempel med hjälp av bullerskydd), samt att minska ljudnivån från olika bullerkällor. Den sistnämnda, som direkt riktar sig till problemets orsak, kräver förbättrade designmetoder med mer systematisk användning av multifunktionell design. Att hantera flera funktioner hos fordonet samtidigt minskar antalet designiterationer och den höga kostnaden för prototyper. Arbetet som presenteras i denna avhandling syftar till att utveckla metoder som kan användas för att utforma tystare fordonskoncept inom ramen för en multifunktionell strategi och fokuserar på två spår i forskningen: aerodynamisk ljudalstring och ljudutbredning från rörliga källor. Det första spåret i forskningen syftar till att utföra en aeroakustisk undersökning för att modellera aerodynamiska ljudkällor. En hybridmetod tillämpas på ett typ av nedsänkt luftintag, kallat NACA-intag, där källområdet i strömningen löses genom detached eddy simulation (DES) och akustiken i fjärrfältet beräknas enligt Ffowcs Williams och Hawkings integral. Resultat för strömningen för olika driftförhållanden presenteras och valideras mot experimentella data från litteraturen, med mycket god överensstämmelse. Resultat för det akustika fjärrfältet visas, vilket uppvisar nivåer och komponenter som är starkt beroende av driftförhållandena. Denna analys ger en ram för kommande analyser av aeroakustik inom projektet och visar vägen för utvecklingen av luftintag med förbättrade aerodynamiska och aeroakustika egenskaper. Det andra spåret i forskningsprojektet är inriktat på ljudets utbredning, QC 20151002

Transportation is the main source of environmental noise in Europe, with an estimated 125 million people affected by excessive noise levels from road traffic, causing a burden of noise related diseases and having a substantial economic impact on society. In order to reduce exposure to high levels of traffic noise, two approaches are the topic of extensive research: preventing sound from propagating from roads and railways using for example noise barriers, and reducing the sources of noise themselves. The second solution, which addresses directly the cause of the problem, requires improved design methods, with a more systematic resort to multi-functional design. Addressing cross-functions simultaneously reduces the number of design iterations and the high cost of prototyping. The work presented in this thesis aims at developing methods that can be used to design quieter vehicle concepts within a multi-functional approach, and is articulated around two main axis of research, aerodynamic sound generation and sound propagation. The first axis aims at performing an aeroacoustic analysis to predict aerodynamic sound sources. A hybrid method is used on the example of a type of submerged air inlet called a NACA duct, where the near-field flow is solved through detached eddy simulation (DES) and where the far-field acoustics is computed using the Ffowcs Williams and Hawkings integral. Results for the flow for various operating conditions are presented and validated against experimental data from the literature, with very good agreement. Far-field acoustic results are shown, exhibiting levels and components that are strongly dependent on the operating conditions. This analysis gives a framework for future aeroacoustic analysis in the project, and sets the path for the development of air inlets with improved aerodynamic and aeroacoustic characteristics. The second axis focuses on the propagation of sound from a given source, moving in an urban environment. An approximate bound, Fordon är den främsta källan till bullerexponering i Europa med uppskattningsvis 125 miljoner människor som är utsatta för höga ljudnivåer från vägtrafik, vilket kan orsaka bullerrelaterade häsloproblem samt har en betydande ekonomisk effekt på samhället. För att minska exponeringen för höga ljudnivåer från fordon, finns det två angreppssätt som båda idag är ämne för omfattande forskning: att förhindra ljudutbredning från vägar och järnvägar (till exempel med hjälp av bullerskydd), samt att minska ljudnivån från olika bullerkällor. Den sistnämnda, som direkt riktar sig till problemets orsak, kräver förbättrade designmetoder med mer systematisk användning av multifunktionell design. Att hantera flera funktioner hos fordonet samtidigt minskar antalet designiterationer och den höga kostnaden för prototyper. Arbetet som presenteras i denna avhandling syftar till att utveckla metoder som kan användas för att utforma tystare fordonskoncept inom ramen för en multifunktionell strategi och fokuserar på två spår i forskningen: aerodynamisk ljudalstring och ljudutbredning från rörliga källor. Det första spåret i forskningen syftar till att utföra en aeroakustisk undersökning för att modellera aerodynamiska ljudkällor. En hybridmetod tillämpas på ett typ av nedsänkt luftintag, kallat NACA-intag, där källområdet i strömningen löses genom detached eddy simulation (DES) och akustiken i fjärrfältet beräknas enligt Ffowcs Williams och Hawkings integral. Resultat för strömningen för olika driftförhållanden presenteras och valideras mot experimentella data från litteraturen, med mycket god överensstämmelse. Resultat för det akustika fjärrfältet visas, vilket uppvisar nivåer och komponenter som är starkt beroende av driftförhållandena. Denna analys ger en ram för kommande analyser av aeroakustik inom projektet och visar vägen för utvecklingen av luftintag med förbättrade aerodynamiska och aeroakustika egenskaper. Det andra spåret i forskningsprojektet är inriktat på ljudets utbredning, QC 20151002

Transportation is the main source of environmental noise in Europe, with an estimated 125 million people affected by excessive noise levels from road traffic, causing a burden of noise related diseases and having a substantial economic impact on society. In order to reduce exposure to high levels of traffic noise, two approaches are the topic of extensive research: preventing sound from propagating from roads and railways using for example noise barriers, and reducing the sources of noise themselves. The second solution, which addresses directly the cause of the problem, requires improved design methods, with a more systematic resort to multi-functional design. Addressing cross-functions simultaneously reduces the number of design iterations and the high cost of prototyping. The work presented in this thesis aims at developing methods that can be used to design quieter vehicle concepts within a multi-functional approach, and is articulated around two main axis of research, aerodynamic sound generation and sound propagation. The first axis aims at performing an aeroacoustic analysis to predict aerodynamic sound sources. A hybrid method is used on the example of a type of submerged air inlet called a NACA duct, where the near-field flow is solved through detached eddy simulation (DES) and where the far-field acoustics is computed using the Ffowcs Williams and Hawkings integral. Results for the flow for various operating conditions are presented and validated against experimental data from the literature, with very good agreement. Far-field acoustic results are shown, exhibiting levels and components that are strongly dependent on the operating conditions. This analysis gives a framework for future aeroacoustic analysis in the project, and sets the path for the development of air inlets with improved aerodynamic and aeroacoustic characteristics. The second axis focuses on the propagation of sound from a given source, moving in an urban environment. An approximate bound, Fordon är den främsta källan till bullerexponering i Europa med uppskattningsvis 125 miljoner människor som är utsatta för höga ljudnivåer från vägtrafik, vilket kan orsaka bullerrelaterade häsloproblem samt har en betydande ekonomisk effekt på samhället. För att minska exponeringen för höga ljudnivåer från fordon, finns det två angreppssätt som båda idag är ämne för omfattande forskning: att förhindra ljudutbredning från vägar och järnvägar (till exempel med hjälp av bullerskydd), samt att minska ljudnivån från olika bullerkällor. Den sistnämnda, som direkt riktar sig till problemets orsak, kräver förbättrade designmetoder med mer systematisk användning av multifunktionell design. Att hantera flera funktioner hos fordonet samtidigt minskar antalet designiterationer och den höga kostnaden för prototyper. Arbetet som presenteras i denna avhandling syftar till att utveckla metoder som kan användas för att utforma tystare fordonskoncept inom ramen för en multifunktionell strategi och fokuserar på två spår i forskningen: aerodynamisk ljudalstring och ljudutbredning från rörliga källor. Det första spåret i forskningen syftar till att utföra en aeroakustisk undersökning för att modellera aerodynamiska ljudkällor. En hybridmetod tillämpas på ett typ av nedsänkt luftintag, kallat NACA-intag, där källområdet i strömningen löses genom detached eddy simulation (DES) och akustiken i fjärrfältet beräknas enligt Ffowcs Williams och Hawkings integral. Resultat för strömningen för olika driftförhållanden presenteras och valideras mot experimentella data från litteraturen, med mycket god överensstämmelse. Resultat för det akustika fjärrfältet visas, vilket uppvisar nivåer och komponenter som är starkt beroende av driftförhållandena. Denna analys ger en ram för kommande analyser av aeroakustik inom projektet och visar vägen för utvecklingen av luftintag med förbättrade aerodynamiska och aeroakustika egenskaper. Det andra spåret i forskningsprojektet är inriktat på ljudets utbredning, QC 20151002

Transportation is the main source of environmental noise in Europe, with an estimated 125 million people affected by excessive noise levels from road traffic, causing a burden of noise related diseases and having a substantial economic impact on society. In order to reduce exposure to high levels of traffic noise, two approaches are the topic of extensive research: preventing sound from propagating from roads and railways using for example noise barriers, and reducing the sources of noise themselves. The second solution, which addresses directly the cause of the problem, requires improved design methods, with a more systematic resort to multi-functional design. Addressing cross-functions simultaneously reduces the number of design iterations and the high cost of prototyping. The work presented in this thesis aims at developing methods that can be used to design quieter vehicle concepts within a multi-functional approach, and is articulated around two main axis of research, aerodynamic sound generation and sound propagation. The first axis aims at performing an aeroacoustic analysis to predict aerodynamic sound sources. A hybrid method is used on the example of a type of submerged air inlet called a NACA duct, where the near-field flow is solved through detached eddy simulation (DES) and where the far-field acoustics is computed using the Ffowcs Williams and Hawkings integral. Results for the flow for various operating conditions are presented and validated against experimental data from the literature, with very good agreement. Far-field acoustic results are shown, exhibiting levels and components that are strongly dependent on the operating conditions. This analysis gives a framework for future aeroacoustic analysis in the project, and sets the path for the development of air inlets with improved aerodynamic and aeroacoustic characteristics. The second axis focuses on the propagation of sound from a given source, moving in an urban environment. An approximate bound, Fordon är den främsta källan till bullerexponering i Europa med uppskattningsvis 125 miljoner människor som är utsatta för höga ljudnivåer från vägtrafik, vilket kan orsaka bullerrelaterade häsloproblem samt har en betydande ekonomisk effekt på samhället. För att minska exponeringen för höga ljudnivåer från fordon, finns det två angreppssätt som båda idag är ämne för omfattande forskning: att förhindra ljudutbredning från vägar och järnvägar (till exempel med hjälp av bullerskydd), samt att minska ljudnivån från olika bullerkällor. Den sistnämnda, som direkt riktar sig till problemets orsak, kräver förbättrade designmetoder med mer systematisk användning av multifunktionell design. Att hantera flera funktioner hos fordonet samtidigt minskar antalet designiterationer och den höga kostnaden för prototyper. Arbetet som presenteras i denna avhandling syftar till att utveckla metoder som kan användas för att utforma tystare fordonskoncept inom ramen för en multifunktionell strategi och fokuserar på två spår i forskningen: aerodynamisk ljudalstring och ljudutbredning från rörliga källor. Det första spåret i forskningen syftar till att utföra en aeroakustisk undersökning för att modellera aerodynamiska ljudkällor. En hybridmetod tillämpas på ett typ av nedsänkt luftintag, kallat NACA-intag, där källområdet i strömningen löses genom detached eddy simulation (DES) och akustiken i fjärrfältet beräknas enligt Ffowcs Williams och Hawkings integral. Resultat för strömningen för olika driftförhållanden presenteras och valideras mot experimentella data från litteraturen, med mycket god överensstämmelse. Resultat för det akustika fjärrfältet visas, vilket uppvisar nivåer och komponenter som är starkt beroende av driftförhållandena. Denna analys ger en ram för kommande analyser av aeroakustik inom projektet och visar vägen för utvecklingen av luftintag med förbättrade aerodynamiska och aeroakustika egenskaper. Det andra spåret i forskningsprojektet är inriktat på ljudets utbredning, QC 20151002

Hawk Turbine AB tillverkar mindre jetmotorer som ofta används i små obemannade och radiostyrda flygplan. I flygplansmodellen Lockheed T-33 Shooting Star är motorn monterad inuti planet varför luften måste ledas ut till atmosfären. För bästa möjliga prestanda måste ejektorn och utblåsröret som leder luften dimensioneras efter motor och flyghastighet. En 3-dimensionell CAD modell av flygplanets installation skapades och därefter simulerats i en virtuell vindtunnel med hjälp av datorprogrammet SolidWorks Flow Simulation. Flera olika utblåsrör i varierande storlekar samt olika former har testats för att avgöra om ändringar kan förbättra prestandan ytterligare. Simulationsresultat visar att det går att förbättra nuvarande konfiguration med 5,99 % om diametern på utblåsröret minskas från 75 mm till 70 mm med en bibehållen form på utblåsröret., Hawk Turbine AB is a company that manufactures small jet engines which are often used in smaller unmanned and radio-controlled aircrafts. In the Lockheed T-33 Shooting Star aircraft the engine is mounted in the center of the aircraft and therefore requires ducts to be used for directing the exhaust to the atmosphere. For optimum performance the ejector and the exhaust manifold must be designed for the engine and the flight velocity. A 3-dimentional CAD model of the aircrafts ducts was created. The model was then used in virtual wind tunnel testing using the software SolidWorks Flow Simulation. Different shapes and sizes of the manifolds were tested in the simulations to determine if modifications can further improve the performance. The simulations show that the performance of the current manifold can be improved by 5,99 % if the diameter of the manifold is reduced from 75 mm to 70 mm while keeping the shape of the manifold unaltered.

Hawk Turbine AB tillverkar mindre jetmotorer som ofta används i små obemannade och radiostyrda flygplan. I flygplansmodellen Lockheed T-33 Shooting Star är motorn monterad inuti planet varför luften måste ledas ut till atmosfären. För bästa möjliga prestanda måste ejektorn och utblåsröret som leder luften dimensioneras efter motor och flyghastighet. En 3-dimensionell CAD modell av flygplanets installation skapades och därefter simulerats i en virtuell vindtunnel med hjälp av datorprogrammet SolidWorks Flow Simulation. Flera olika utblåsrör i varierande storlekar samt olika former har testats för att avgöra om ändringar kan förbättra prestandan ytterligare. Simulationsresultat visar att det går att förbättra nuvarande konfiguration med 5,99 % om diametern på utblåsröret minskas från 75 mm till 70 mm med en bibehållen form på utblåsröret., Hawk Turbine AB is a company that manufactures small jet engines which are often used in smaller unmanned and radio-controlled aircrafts. In the Lockheed T-33 Shooting Star aircraft the engine is mounted in the center of the aircraft and therefore requires ducts to be used for directing the exhaust to the atmosphere. For optimum performance the ejector and the exhaust manifold must be designed for the engine and the flight velocity. A 3-dimentional CAD model of the aircrafts ducts was created. The model was then used in virtual wind tunnel testing using the software SolidWorks Flow Simulation. Different shapes and sizes of the manifolds were tested in the simulations to determine if modifications can further improve the performance. The simulations show that the performance of the current manifold can be improved by 5,99 % if the diameter of the manifold is reduced from 75 mm to 70 mm while keeping the shape of the manifold unaltered.

Mätningar av kvävedioxid i Umeå har visat på halter som överskridit miljökvalitetsnormen. Den mest utsatta gatan är Västra Esplanaden men även utmed Östra Kyrkogatan har normen överskridits. För att minska halterna av kvävedioxid i Umeå centrum finns tankar på att inrätta miljözon. I denna rapport är tre beräkningspunkter valda utifrån gällande förutsättningar. Två av mätpunkterna ligger på Järnvägsallén respektive Östra Kyrkogatan, vilka finns inom tilltänkt zon. Den tredje ligger på Västra Esplanaden som gränsar mot zonen. De sträckor som beräknas är de mest trafikerade gatorna i Umeå centrum. I beräkningarna har hänsyn tagits till lika trafikförutsättningar och flöden för de redovisade åren.De beräkningar som redovisas i denna rapport baseras på modeller som beskriver dagens kunskap om emissioner, spridning och kemiska processer och med indata från olika alternativa trafikutvecklingar. I alla dessa delar finns det osäkerheter och felkällor som är svåra att kvantifiera. Det finns risk att emissionsutvecklingen för NOx mellanåren 2010 och 2020 är något för optimistiskt beräknad. Miljözonsberäkningarna förutsätter 100 % efterlevnad av regelverket.Nedan redovisas de viktigaste slutsatserna från beräkningarna.Västra EsplanadenUtan miljözon uppskattas halterna underskrida miljökvalitetsnormen efter år 2019. Med miljözon uppskattas halterna underskrida miljökvalitetsnormen efter år 2017, dvs. två år tidigare än utan miljözon.Järnvägsallén och Östra KyrkogatanHalterna beräknas vara något högre på Östra Kyrkogatan jämfört med Järnvägsallén. Vid Östra Kyrkogatan beräknas halterna överskrida miljökvalitetsnormen år 2010. Miljökvalitetsnormen för båda gatorna klaras såväl med som utan miljözon år 2014. Med miljözon minskar halterna jämfört utan miljözon.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Analyse von drei verschiedenen Diffusorkonfigurationen in einer Radialverdichterstufe für eine Triebwerksanwendung. Der nominale Diffusor wurde in einer ersten Weiterentwicklung radial eingekürzt. Die dritte Konfiguration beinhaltet eine neu ausgelegte zweireihige Umlenkbeschaufelung. Für die experimentellen Untersuchungen wurde ein hochmoderner Radialverdichterprüfstand am Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen verwendet, der in Zusammenarbeit mit General Electric Aviation aufgebaut wurde. Im Rahmen der vorliegenden Studie werden die Auswirkungen der Geometriekonfigurationen auf das Betriebsverhalten und die integralen Größen der Radialverdichterstufe aufgezeigt. Die Differenzen werden mit Hilfe von detaillierter Messtechnik wie Mehrlochsonden, instationären Druckaufnehmern und Particle Image Velocimetry (PIV) auf Strömungsphänomene zurückgeführt. Schließlich wird der Einfluss des geänderten Betriebsverhaltens auf das Gesamtsystem Triebwerk untersucht und analysiert. Es wurde gefunden, dass die Kürzung des Pipe Diffusors für die Radialverdichterstufe eine Wirkungsgraderhöhung von 0.3% und eine Kennfelderweiterung von 10% bewirkt. PIV Messungen zeigen eine Verkleinerung der Ablösung im Diffusorkanal. Allerdings bedeutet diese geänderte Strömungsführung durch die Diffusorkürzung eine Fehlanströmung der stromab liegenden Umlenkbeschaufelung. Die Neuauslegung letzterer führt in der dritten untersuchten Konfiguration zu einer weiteren Wirkungsgraderhöhung der Radialverdichterstufe von 1%. Erstmalig wird dabei die erste Schaufelreihe in die Kanalkrümmung hineingezogen. Weiterhin wird für die Relativposition der beiden Schaufelreihen in der Umlenkbeschaufelung ein Optimum gefunden. Das Ergebnis wird mit experimentellen Untersuchungen zu der aerodynamischen Interaktion der Schaufelreihen fundiert erklärt. Die vorliegende Studie analysiert erstmalig zwei neuartige Geometrien für eine Radialverdichterstufe in einem Tr, The subject of this study is the analysis of three different diffuser configurations in a centrifugal compressor stage for a jet engine application. The nominal geometric configuration of the diffusing system contained a unique type of passage diffuser, a pipe diffuser, and a deswirler with axial prismatic vanes. In the second configuration, the pipe diffuser was radially truncated by approximately half its diametral extent. In a third step, the downstream deswirler was redesigned. To adapt the deswirler to the new diffuser, a tandem design with two stator rows was introduced. For the experimental investigations, a state-of-the-art centrifugal compressor test rig was used. It is located at the Institute of Jet Propulsion and Turbomachinery and was built up in cooperation with General Electric Aviation. In this study, the effects of the three configurations on the stage performance are investigated. These differences are explained by local flow phenomena. For this purpose, detailed measurements with multi-hole probes, unsteady pressure transducers and particle image velocimetry (PIV) have been performed. Finally, the impact on the whole system of a jet engine is analyzed. It was found that the diffuser truncation increases the centrifugal stage performance by 0.3% and enlarges the surge margin by 10%. PIV measurements show a significantly decreased flow separation in the diffuser passage. The changed flow direction due to the diffuser truncation implies, however, an increased incidence flow angle to the deswirler causing extensive losses. This higher incidence angle was the motivation for the deswirler redesign. The first row of this tandem deswirler was introduced into the channel bend for the first time in a test rig. It is shown that the tandem deswirler has lower total pressure losses and thus an improved static pressure rise compared to the nominal deswirler. These lower deswirler losses result in an additional increase of the centrifugal compressor stage effici

På grund av nya EU-restriktioner måste biltillverkare sänka sina koldioxidutsläpp för att kunna konkurrera på marknaden. Denna rapport behandlar examensarbetet med att utveckla en vindavledare för Autokaross i Floby AB’s flakkåpa monterad på en Volkswagen Transporter. Syftet är att, på grund av framtida EU restriktioner på max 175 CO2/km för lätta transportfordon, sänka bränslekostnaderna och koldioxidutsläppet genom att minska luftmotståndet. En litteraturstudie kring hur aerodynamik fungerar gjordes och dagens marknad undersöktes för att se vilka lösningar som finns idag. Genom att ta del av en kundundersökning som Autokaross i Floby AB gjort kunde kundkrav identifieras vilka utgjorde grunden för kravspecifikationen. För att skaffa en stor kvantitet av idéer under konceptgenereringen utfördes brainstorming och brainwriting i omgångar. De olika idéerna utvecklades till koncept och genom konsultation med handledare på Autokaross kunde de mer intressanta koncepten väljas ut. Stor vikt har lagts på att göra analyser i CFD, Computitional Fluid Dynamics, där olika tvärsnitt har undersökts så väl som 3D-modeller för att se vilka former som har minst luftmotstånd. När slutkonceptet skulle väljas gjordes en konceptvalsmatris där resultaten från undersökningarna med hjälp av CFD-simuleringar hade störst påverkan. Resultatet blev två delar, en takspoiler och en boattail, som tillsammans med Autokaross redan befintliga sidokjol uppfyller målet med att sänka luftmotståndet och på så sätt CO2-utsläppet och bränsleförbrukningen. Med dessa tre delar monterade sänks luftmotståndet med 27 procent., Due to future EU-regulations, car manufacturers need to reduce their carbon dioxide emissions in order to compete with other companies. This report discusses the development of a wind deflector for Auto-kaross i Floby AB´s Ekobox mounted on a Volkswagen Transporter. The goal is to, due to future regulations of a maximum of 175 CO2/km for lightweight transport vehicles, reduce fuel costs and carbon diox-ide emissions by reducing air resistance. A study of aerodynamics and today’s market was made to find solutions applied to similar prob-lems. Through a costumer survey made by Autokaross, customer needs could be identified which formed the product specification. To gather a big amount of ideas during the concept generation several brainstorming methods were applied in sessions. The ideas were de-veloped into concepts and through consultations from the supervisor at Autokaross the most interesting concepts were picked out. The most important part in the project was the analysis in CFD, Computational Fluid Dynamics, where different cross sections were tested as well as full 3D-models to see what forms performs best and gets the lowest air resistance. When the final concept was to be chosen a concept selec-tion matrix was made were the results from the CFD-simulations had the biggest impact. The final result consists of two parts, a roof spoiler and a boattail, together with Autokaross existing side skirt which ful-fills the goal to reduce the air resistance and thus the carbon dioxide emission and the fuel costs. With these three parts the air resistance is reduced by 27 percent.

A new aerodynamic device, based on flow interference effects, is studied in order to significantly improve the cornering performance of racing motorcycles in MotoGP. After a brief overview on why standard downforce devices cannot be used on motorcycles, the new idea is introduced and a simplified mechanic analysis is provided to prove its effectiveness. The concept is based on the use of anhedral wings placed on the front fairing, with the rider acting as an interference device, aiming to reduce the lift generation of one wing. Numerical calculations, based on Reynolds-averaged Navier-Stokes equations, are performed on simplified static 2D and 3D cases, as a proof of concept of the idea and as a preparation for further analysis which may involve experimental wind-tunnel testing. The obtained results show that the flow interference has indeed a significant impact on the lift on a single wing. For some cases the lift can be reduced by 70% to over 90% - which strengthens the possibility of a realistic implementation., Ett nytt aerodynamisk koncept som nyttjar effekter av flödesinterferenser är utvärderat i syfte att på ett noterbart sätt förbättra en roadracing-motorcykels kurtagningsmöjligheter. Efter en kort genomgång av varför diverse klassiska "downforce" lösningar ej är applicerbara på motorcyklar, presenteras det nya konceptet. Varpå en mekanisk analys genomförs i syfte att se över dess tillämpbarhet. Konceptet bygger på anhedrala vingar som placeras på den främre kåpan, där föraren agerar som ett interferensobjekt, och försöker störa ut lyftkraften som den ena vingen genererar. Numeriska beräkningar baserade på RANS-ekvationer är utförda i förenklade statiska 2D och 3D fall. Som ett vidare steg rekommenderas vindtunneltester. Resultaten visar att flödesinterferenser är ytterst märkbara för vingar och i vissa fall kan lyftkraften reducerats med 70-90%. Detta förstäker möjligheten för en realistisk implementering.

På grund av nya EU-restriktioner måste biltillverkare sänka sina koldioxidutsläpp för att kunna konkurrera på marknaden. Denna rapport behandlar examensarbetet med att utveckla en vindavledare för Autokaross i Floby AB’s flakkåpa monterad på en Volkswagen Transporter. Syftet är att, på grund av framtida EU restriktioner på max 175 CO2/km för lätta transportfordon, sänka bränslekostnaderna och koldioxidutsläppet genom att minska luftmotståndet. En litteraturstudie kring hur aerodynamik fungerar gjordes och dagens marknad undersöktes för att se vilka lösningar som finns idag. Genom att ta del av en kundundersökning som Autokaross i Floby AB gjort kunde kundkrav identifieras vilka utgjorde grunden för kravspecifikationen. För att skaffa en stor kvantitet av idéer under konceptgenereringen utfördes brainstorming och brainwriting i omgångar. De olika idéerna utvecklades till koncept och genom konsultation med handledare på Autokaross kunde de mer intressanta koncepten väljas ut. Stor vikt har lagts på att göra analyser i CFD, Computitional Fluid Dynamics, där olika tvärsnitt har undersökts så väl som 3D-modeller för att se vilka former som har minst luftmotstånd. När slutkonceptet skulle väljas gjordes en konceptvalsmatris där resultaten från undersökningarna med hjälp av CFD-simuleringar hade störst påverkan. Resultatet blev två delar, en takspoiler och en boattail, som tillsammans med Autokaross redan befintliga sidokjol uppfyller målet med att sänka luftmotståndet och på så sätt CO2-utsläppet och bränsleförbrukningen. Med dessa tre delar monterade sänks luftmotståndet med 27 procent., Due to future EU-regulations, car manufacturers need to reduce their carbon dioxide emissions in order to compete with other companies. This report discusses the development of a wind deflector for Auto-kaross i Floby AB´s Ekobox mounted on a Volkswagen Transporter. The goal is to, due to future regulations of a maximum of 175 CO2/km for lightweight transport vehicles, reduce fuel costs and carbon diox-ide emissions by reducing air resistance. A study of aerodynamics and today’s market was made to find solutions applied to similar prob-lems. Through a costumer survey made by Autokaross, customer needs could be identified which formed the product specification. To gather a big amount of ideas during the concept generation several brainstorming methods were applied in sessions. The ideas were de-veloped into concepts and through consultations from the supervisor at Autokaross the most interesting concepts were picked out. The most important part in the project was the analysis in CFD, Computational Fluid Dynamics, where different cross sections were tested as well as full 3D-models to see what forms performs best and gets the lowest air resistance. When the final concept was to be chosen a concept selec-tion matrix was made were the results from the CFD-simulations had the biggest impact. The final result consists of two parts, a roof spoiler and a boattail, together with Autokaross existing side skirt which ful-fills the goal to reduce the air resistance and thus the carbon dioxide emission and the fuel costs. With these three parts the air resistance is reduced by 27 percent.

A new aerodynamic device, based on flow interference effects, is studied in order to significantly improve the cornering performance of racing motorcycles in MotoGP. After a brief overview on why standard downforce devices cannot be used on motorcycles, the new idea is introduced and a simplified mechanic analysis is provided to prove its effectiveness. The concept is based on the use of anhedral wings placed on the front fairing, with the rider acting as an interference device, aiming to reduce the lift generation of one wing. Numerical calculations, based on Reynolds-averaged Navier-Stokes equations, are performed on simplified static 2D and 3D cases, as a proof of concept of the idea and as a preparation for further analysis which may involve experimental wind-tunnel testing. The obtained results show that the flow interference has indeed a significant impact on the lift on a single wing. For some cases the lift can be reduced by 70% to over 90% - which strengthens the possibility of a realistic implementation., Ett nytt aerodynamisk koncept som nyttjar effekter av flödesinterferenser är utvärderat i syfte att på ett noterbart sätt förbättra en roadracing-motorcykels kurtagningsmöjligheter. Efter en kort genomgång av varför diverse klassiska "downforce" lösningar ej är applicerbara på motorcyklar, presenteras det nya konceptet. Varpå en mekanisk analys genomförs i syfte att se över dess tillämpbarhet. Konceptet bygger på anhedrala vingar som placeras på den främre kåpan, där föraren agerar som ett interferensobjekt, och försöker störa ut lyftkraften som den ena vingen genererar. Numeriska beräkningar baserade på RANS-ekvationer är utförda i förenklade statiska 2D och 3D fall. Som ett vidare steg rekommenderas vindtunneltester. Resultaten visar att flödesinterferenser är ytterst märkbara för vingar och i vissa fall kan lyftkraften reducerats med 70-90%. Detta förstäker möjligheten för en realistisk implementering.

Mätningar av kvävedioxid i Umeå har visat på halter som överskridit miljökvalitetsnormen. Den mest utsatta gatan är Västra Esplanaden men även utmed Östra Kyrkogatan har normen överskridits. För att minska halterna av kvävedioxid i Umeå centrum finns tankar på att inrätta miljözon. I denna rapport är tre beräkningspunkter valda utifrån gällande förutsättningar. Två av mätpunkterna ligger på Järnvägsallén respektive Östra Kyrkogatan, vilka finns inom tilltänkt zon. Den tredje ligger på Västra Esplanaden som gränsar mot zonen. De sträckor som beräknas är de mest trafikerade gatorna i Umeå centrum. I beräkningarna har hänsyn tagits till lika trafikförutsättningar och flöden för de redovisade åren.De beräkningar som redovisas i denna rapport baseras på modeller som beskriver dagens kunskap om emissioner, spridning och kemiska processer och med indata från olika alternativa trafikutvecklingar. I alla dessa delar finns det osäkerheter och felkällor som är svåra att kvantifiera. Det finns risk att emissionsutvecklingen för NOx mellanåren 2010 och 2020 är något för optimistiskt beräknad. Miljözonsberäkningarna förutsätter 100 % efterlevnad av regelverket.Nedan redovisas de viktigaste slutsatserna från beräkningarna.Västra EsplanadenUtan miljözon uppskattas halterna underskrida miljökvalitetsnormen efter år 2019. Med miljözon uppskattas halterna underskrida miljökvalitetsnormen efter år 2017, dvs. två år tidigare än utan miljözon.Järnvägsallén och Östra KyrkogatanHalterna beräknas vara något högre på Östra Kyrkogatan jämfört med Järnvägsallén. Vid Östra Kyrkogatan beräknas halterna överskrida miljökvalitetsnormen år 2010. Miljökvalitetsnormen för båda gatorna klaras såväl med som utan miljözon år 2014. Med miljözon minskar halterna jämfört utan miljözon.

Loads determination for external stores on fighter aircraft is an important task for manufacturers in ensuring the safe operation of their aircraft. Due to the large number of possible store combinations, wind tunnel tests – the primary approach to obtaining loads data – cannot be performed for all configurations. Instead, supplementary techniques to estimating loads are necessary. One approach is to use information from another store and adapt it, using so-called scaling methods, to the non-tested store. In this thesis, a scaling method combining the results of computational fluid dynamics (CFD) simulations, for both a non-tested and a reference store, with existing wind tunnel data for the reference store, is thoroughly examined for a number of different stores, angles of attack, sideslip angles and Mach numbers. The performance of the proposed scaling method is assessed in relation to currently used scaling methods, using non-parametric and multivariate statistics. The results show no definitive improvement in performance for the proposed scaling method over the current methods. Although the proposed method is slightly more conservative, considerable variability in the estimates and an increased time consumption for scaling leads the author to advise against using the proposed method for scaling aerodynamic loads on external stores., Lastbestämning för yttre utrustning på stridsflygplan är en viktig uppgift för att tillverkarna ska kunna garantera säkerheten för sina flygplan. Då antalet möjliga utrustningskombinationer är mycket stort, kan inte vindtunneltester – normalt den främsta metoden för att erhålla lastdata – utföras för alla konfigurationer. Således behövs kompletterande metoder för att skatta laster. Ett alternativ är att använda data från en annan utrustning och anpassa den, med hjälp av så kallade skalningsmetoder, till den icke-testade utrustningen. I detta examensarbete behandlas en skalningsmetod som kombinerar resultaten från numeriska strömningsberäkningar – så kallade CFD-simuleringar – för både en testad och en icke-testad utrustning med befintliga vindtunneldata för den testade utrustningen. Metoden undersöks grundligt för ett antal olika utrustningar, anfallsvinklar, sidanblåsningsvinklar och Machtal. Prestandan hos den föreslagna skalningsmetoden utvärderas i relation till nu använda skalningsmetoder, baserat på icke-parametrisk och multivariat statistik. Resultaten visar inga definitiva förbättringar av prestanda för den föreslagna skalningsmetoden jämfört med de nuvarande metoderna. Även om den föreslagna metoden är något mer konservativ, så föranleder betydande variationer i skattningar och en ökad tidsåtgång för skalning författaren att avråda från att använda den föreslagna metoden för skalning av luftlaster på yttre utrustning.

World Solar Challenge är en tävling i Australien vars syfte är att främja utvecklingen av förnyelsebar energi. Här deltar olika universitet runt om i världen och för att bygga en solcellsdriven bil som drivs av solens energi. Den ska sedan köras en sträcka mellan Darwin och Adelaide på dryga 300 mil genom Australien på kortast möjligast tid. Projektet görs för Tekniska Högskolan i Jönköping till en kommande kurs som studenter kan söka sig till för att delta i World Solar Challenge 2013. I kursen ingår att bygga en solcellsbil som man sedan tävlar med. Genom att sätta upp krav som är nödvändiga och önskvärda i en funktionsanalys får projektet en utgångspunkt och ett stöd som bestämmer hur konceptet ska se ut och vilka krav som måste uppfyllas. De restriktioner som tävlingsledningen för World Solar Challenge upprättat kan omvandlas till nödvändiga krav i funktionsanalysen. Researchen, restriktionerna och de teorier som de aerodynamiska aspekterna pekat på bestämmer hur konceptet är utformat. Resultatet i projektet är en solcellsbil som med hjälp av sin sammanhängande form får goda aerodynamiska egenskaper och kan på det sättet konkurrera om en topplacering i World Solar Challenge. Konceptet kallas Sting och är ett trehjuligt fordon med en solcellsyta på 6m2 som är den tillåtna ytan för kiselsolceller. Genom att placera förarhytten framtill påverkar inte luftmotståndet bakänden lika mycket, som är den del som utsätts för mest turbulens. Bakänden kan på detta sätt smalnas av och föra samman luftströmmarna igen utan att det uppstår turbulens. Designen av Sting kommer från fyra värdeord vilka är: snabb, miljövänlig, aerodynamisk och alternativa energikällor. Genom detta projekt kan konceptet utvecklas vidare i den kommande kursen hos Tekniska Högskolan i Jönköping . Slutsatsen är att konceptet uppfyller de krav som funktionsanalysen innehåller och att konceptet kan ligga till grund för kursen med en bra utgångspunkt.

Loads determination for external stores on fighter aircraft is an important task for manufacturers in ensuring the safe operation of their aircraft. Due to the large number of possible store combinations, wind tunnel tests – the primary approach to obtaining loads data – cannot be performed for all configurations. Instead, supplementary techniques to estimating loads are necessary. One approach is to use information from another store and adapt it, using so-called scaling methods, to the non-tested store. In this thesis, a scaling method combining the results of computational fluid dynamics (CFD) simulations, for both a non-tested and a reference store, with existing wind tunnel data for the reference store, is thoroughly examined for a number of different stores, angles of attack, sideslip angles and Mach numbers. The performance of the proposed scaling method is assessed in relation to currently used scaling methods, using non-parametric and multivariate statistics. The results show no definitive improvement in performance for the proposed scaling method over the current methods. Although the proposed method is slightly more conservative, considerable variability in the estimates and an increased time consumption for scaling leads the author to advise against using the proposed method for scaling aerodynamic loads on external stores., Lastbestämning för yttre utrustning på stridsflygplan är en viktig uppgift för att tillverkarna ska kunna garantera säkerheten för sina flygplan. Då antalet möjliga utrustningskombinationer är mycket stort, kan inte vindtunneltester – normalt den främsta metoden för att erhålla lastdata – utföras för alla konfigurationer. Således behövs kompletterande metoder för att skatta laster. Ett alternativ är att använda data från en annan utrustning och anpassa den, med hjälp av så kallade skalningsmetoder, till den icke-testade utrustningen. I detta examensarbete behandlas en skalningsmetod som kombinerar resultaten från numeriska strömningsberäkningar – så kallade CFD-simuleringar – för både en testad och en icke-testad utrustning med befintliga vindtunneldata för den testade utrustningen. Metoden undersöks grundligt för ett antal olika utrustningar, anfallsvinklar, sidanblåsningsvinklar och Machtal. Prestandan hos den föreslagna skalningsmetoden utvärderas i relation till nu använda skalningsmetoder, baserat på icke-parametrisk och multivariat statistik. Resultaten visar inga definitiva förbättringar av prestanda för den föreslagna skalningsmetoden jämfört med de nuvarande metoderna. Även om den föreslagna metoden är något mer konservativ, så föranleder betydande variationer i skattningar och en ökad tidsåtgång för skalning författaren att avråda från att använda den föreslagna metoden för skalning av luftlaster på yttre utrustning.

World Solar Challenge är en tävling i Australien vars syfte är att främja utvecklingen av förnyelsebar energi. Här deltar olika universitet runt om i världen och för att bygga en solcellsdriven bil som drivs av solens energi. Den ska sedan köras en sträcka mellan Darwin och Adelaide på dryga 300 mil genom Australien på kortast möjligast tid. Projektet görs för Tekniska Högskolan i Jönköping till en kommande kurs som studenter kan söka sig till för att delta i World Solar Challenge 2013. I kursen ingår att bygga en solcellsbil som man sedan tävlar med. Genom att sätta upp krav som är nödvändiga och önskvärda i en funktionsanalys får projektet en utgångspunkt och ett stöd som bestämmer hur konceptet ska se ut och vilka krav som måste uppfyllas. De restriktioner som tävlingsledningen för World Solar Challenge upprättat kan omvandlas till nödvändiga krav i funktionsanalysen. Researchen, restriktionerna och de teorier som de aerodynamiska aspekterna pekat på bestämmer hur konceptet är utformat. Resultatet i projektet är en solcellsbil som med hjälp av sin sammanhängande form får goda aerodynamiska egenskaper och kan på det sättet konkurrera om en topplacering i World Solar Challenge. Konceptet kallas Sting och är ett trehjuligt fordon med en solcellsyta på 6m2 som är den tillåtna ytan för kiselsolceller. Genom att placera förarhytten framtill påverkar inte luftmotståndet bakänden lika mycket, som är den del som utsätts för mest turbulens. Bakänden kan på detta sätt smalnas av och föra samman luftströmmarna igen utan att det uppstår turbulens. Designen av Sting kommer från fyra värdeord vilka är: snabb, miljövänlig, aerodynamisk och alternativa energikällor. Genom detta projekt kan konceptet utvecklas vidare i den kommande kursen hos Tekniska Högskolan i Jönköping . Slutsatsen är att konceptet uppfyller de krav som funktionsanalysen innehåller och att konceptet kan ligga till grund för kursen med en bra utgångspunkt.