C - Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Για τις παρούσες μετρήσεις δημιουργήσαμε δύο υπολογιστικά περιβάλλοντα για την λήψη, μετατροπή
σε ψηφιακά και ανάλυση των αναλογικών σημάτων. Το ένα το χρησιμοποιούσαμε για την λήψη των
σημάτων από την Scanivalve και ήταν προσαρμοσμένο ώστε να λαμβάνει τα σήματα μόνο και όταν ο
χρήστης το επιθυμούσε ένα κάθε φορά. Στο άλλο, είχαμε εγκαταστήσει αυτοματοποιημένο λογισμικό
λήψης ώστε, καθώς και ο σαρωτής με συγκεκριμένο χρονικό βήμα και σειρά έπαιρνε τις μετρήσεις από
κάθε ένα κανάλι του, έτσι και το λογισμικό να λαμβάνει κάθε συγκεκριμένη χρονική στιγμή σήμα και για
συγκεκριμένη χρονική περίοδο, ώστε να μπορεί ο χρήστης με την έναρξη, αφού έχει συγχρονίσει τον πομπό
με τον δέκτη, να μπορεί να παίρνει αυτομάτως έναν αριθμό μετρήσεων (χρονοσειρών).
2.3.5 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΣΥΛΛΟΓΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ – ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΕΙΣ
Η στατική πίεση του σωλήνα Pitot συνδέεται, ταυτόχρονα, με το κεντρικό διάφραγμα πίεσης της
Scanivalve αλλά και με την μία είσοδο του ψηφιακού μανομέτρου στην θέση – (μείον), ώστε να παίρνει την
αναφορική πίεση για τον υπολογισμό της διαφοράς που μετράει το μανόμετρο και το δίνει με την μορφή
τάσης στην κάρτα. Ο διαφορικός μεταλλάκτης δίνει την πίεση για τις 28 θέσεις του rake, από τις άλλες 3
οπές που δεν συνδέονται στην Pressure Scanner γύρω από την αεροτομή και για την ολική του Pitot και
μέσω του Pressure Scanner και του μανομέτρου παίρνουμε τις άλλες 59 πιέσεις από τις οπές γύρω από την
αεροτομή. Ο συντελεστής πίεσης CP δίνεται από την σχέση:
P − P∞
CP =
1 2
ρU
Στον αριθμητή είναι η διαφορά της στατικής πίεσης κάθε θέσης από την ονομαστική στατική πίεση στο
άπειρο και στον παρονομαστή είναι η δυναμική πίεση στο άπειρο. Τον αριθμητή τον παίρνουμε απ’ ευθείας
μέσω της Scanivalve και του μανομέτρου, ενώ τον παρονομαστή μπορούμε να τον υπολογίσουμε ως
διαφορά της στατικής από την ολική πίεση στο άπειρο (σωλήνας Pitot).
Οι λοιποί αεροδυναμικοί συντελεστές άνωσης, αντίστασης και ροπής υπολογίζονται με κατάλληλη
ολοκλήρωση των συντελεστών πίεσης στην επιφάνεια του πτερυγίου. Πιο συγκεκριμένα, ο συντελεστής
άνωσης ισούται με το ολοκλήρωμα της κάθετης στην επιφάνεια, δύναμης, σύμφωνα με την σχέση:
1 r r
C L = ∫ ( −CP
)( η ⋅ ey
) ds
c
s
2
όπου, s είναι η επιφάνεια της αεροτομής, η r το μοναδιαίο κάθετο διάνυσμα στην επιφάνεια της
αεροτομής και e y
r το μοναδιαίο κάθετο διάνυσμα στον απόλυτο άξονα συντεταγμένων που καθορίζεται από
τις γραμμές ροής στο εσωτερικό της σήραγγας. Όπου θεωρούμε άξονα κάθετο στο e y
r τον άξονα της
κατεύθυνσης της ροής ο οποίος θεωρείται προσεγγιστικά ότι είναι για κάθε στοιχείο αέρα ο ίδιος και
ακολουθεί τον προσανατολισμό των τοιχωμάτων της σήραγγας.
Ο συντελεστής αντίστασης δίνεται με βάση τα στοιχεία του rake που μας δίνει ολικές πιέσεις στον
ομόρρου της πτέρυγας. Υποθέτοντας ότι έχουμε διδιάστατη ροή σε ανοικτό αγωγό, ο συντελεστής
αντίστασης του ομόρου (wake drag coefficient, CDw) υπολογίζεται από την σχέση των Rae και Pope, ως:
y
P y P y P y P y
C Dw dy
c q
q ⎟ max
2 ⎛ − ⎞
0 ( ) − ( ) ( ) ( )
=
⋅ ⎜ 0
∫
1−
,
⎜
ymin
∞
όπου y είναι η γραμμή που σχηματίζει το ίχνος της ταχύτητας στον ομόρρου της αεροτομής, Ρ και Ρ0
είναι η κατά μήκος του wake στατική και ολική πίεση αντιστοίχως και q∞ είναι η δυναμική επ’ άπειρον
1 2
ταχύτητα ρ U ∞ . Στην δικιά μας περίπτωση, όμως, όπου έχουμε κλειστό αγωγό, που σημαίνει ότι δεν
2
έχουμε εξισορρόπηση της στατικής πίεσης εμπρός και πίσω της αεροτομής, ο τύπος υπολογισμού του
συντελεστή αντίστασης βγαίνει από την εξίσωση διατήρησης της ορμής (βλ. παράρτημα 1) η οποία
γράφεται:
⎝
∞
∞
⎠
33