Pracownia Aerodynamiki Numerycznej i Mechaniki Lotu
Pracownia Aerodynamiki Numerycznej
Pracownia Aerodynamiki Numerycznej Instytutu Lotnictwa jest wiodącym w Polsce centrum prowadzącym prace projektowe i analizy z wykorzystaniem metod i technik obliczeniowych (CFD). W pracowni zatrudnieni są wysokiej klasy specjaliści z zakresu aerodynamiki numerycznej oraz projektowania i optymalizacji konstrukcji lotniczych. W pracach badawczych i projektowych wykorzystywane jest zarówno oprogramowanie własne, jak i komercyjne.
Projektowanie i optymalizacja
Podstawowe narzędzia do projektowania i optymalizacji, to opracowane i zaimplementowane w Pracowni:
- metodyka parametryzacji obiektów pod kątem projektowania i optymalizacji ich własności aerodynamicznych,
- metodyka wielokryterialnego i multidyscyplinarnego projektowania i optymalizacji bazująca na algorytmach genetycznych,
- metodyka projektowania eksperymentu.
Podstawowy zakres działalności:
– budowa modeli parametrycznych obiektów do badań i optymalizacji (profil, skrzydło, kanał dolotowy silnika, dysza wylotowa silnika, itp.),
- projektowanie profili lotniczych,
- wielokryterialne i multidyscyplinarne projektowanie samolotów oraz jego elementów,
- aerodynamiczne projektowanie kanałów przepływowych,
- aerodynamiczne projektowanie wirnika nośnego śmigłowca,
- projektowanie śmigieł, wirników elektrowni wiatrowych, itp.,
- opracowywanie modeli parametrycznych w pozalotniczych dziedzinach techniki i projektowania CAD.
Analizy
Do obliczeniowej symulacji przepływów wykorzystywane jest zarówno oprogramowanie własne, akademickie, jak i komercyjne.
Podstawowy zakres działalności:
- symulacja opływu samolotu i jego elementów,
- symulacja opływu śmigłowca i jego elementów oraz interferencji z otoczeniem,
- przepływy niestacjonarne ze zmienną w czasie geometrią obszaru przepływu,
- symulacja w pełni trójwymiarowego opływu pracującego wirnika nośnego śmigłowca (w locie postępowym i w zawisie) bazująca na rozwiązaniu URANS,
- modelowanie wzajemnych oddziaływań płynnego ośrodka i struktury łopat wirnika (wahania i odkształcenia łopat),
- symulacja przepływów w kanałach (np. w kanałach dolotowych silników lotniczych),
- symulacja opływu statków kosmicznych,
- analizy aeroakustyczne.
Zagadnienia przepływowe w pozalotniczych dziedzinach techniki:
- analiza opływu poruszających się pojazdów naziemnych, nawodnych, podwodnych,
- analiza przepływu wokół dużych konstrukcji naziemnych takich jak: budynki,
- stadiony, mosty, itp.,
- symulacja ruchów powietrza w aglomeracjach miejskich; analiza bezpieczeństwa wysokościowych akcji ratowniczych w takich aglomeracjach,
- analiza opływu i obciążeń konstrukcji poddanych silnym oddziaływaniom płynnego ośrodka (sił aerodynamicznych lub hydrodynamicznych, silne podmuchy wiatru),
- analiza przepływów w turbinach, wentylatorach, itp.,
- przepływy wielofazowe,
- symulacja zjawisk w przepływach supersonicznych i hipersonicznych, promieniowania i wymiany ciepła,
- symulacje przemian fazowych oraz reakcji chemicznych,
- obliczenia osiągów i analiza stateczności.
Współpraca krajowa i międzynarodowa
Pracownia współpracuje z wieloma ośrodkami naukowymi oraz przemysłowymi w kraju i na świecie:
- EADS-CASA Aerodynamiczne studium wlotu silnika samolotu A400M (Aerodynamic Study of A400M Air-intake),
- Politechnika Warszawska 1. High Efficient 3D CFD Codes for Industrial Application, High Reynolds Number Tools and Techniques For Civil Transport Aircraft Design, 2. Modelling and Design of Advanced Wing Tip Devices, 3. New Aircraft Concepts Research, Obliczeniowa metoda wyznaczania opływu łopaty wirnika śmigłowca,
- Instytut Maszyn Przepływowych, PAN Opracowanie i wdrożenie nowej generacji rozwiązań konstrukcyjnych, technologicznych i materiałowych dla wirnika nośnego i elementów płatowca śmigłowca PZL W-3A Sokół,
- PZL Świdnik S.A. Opracowanie i wdrożenie nowej generacji rozwiązań konstrukcyjnych, technologicznych i materiałowych do wirnika nośnego i elementów płatowca śmigłowca PZL W-3A Sokół, 2007-2011.
Kadra naukowo-badawcza bierze aktywny udział w licznych projektach międzynarodowych:
- CESAR: „Cost effective small aircraft” (2006-2010), projekt prowadzony przez VZLU (Republika Czeska), 6 Program Ramowy UE,
- MOSUPS: „The joined wing scaled demonstrator” („Dynamicznie Podobny Model Samolotu w Układzie Połączonych Skrzydeł”) (2013-2015), Projekt Badawczy finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju,
- ESTERA: Multi-level Embedded Closed-Loop Control System for Fluidic Active Flow Control Actuation Applied in High-Lift and High-Speed Aircraft Operations (Clean Sky, grant agreement no. CSJU-GAM-SFWA-2008-001, 2011-2013),
- NACRE: New Aircraft Concept Research (2005-2010), 6 Program Ramowy UE, projekt prowadzony przez Airbus,
- TFAST: Transition Location Effect on Shock Wave Boundary Layer Interaction (2012-2016, 7 Program Ramowy UE),
- STARLET: Basic wind tunnel investigations to explore the use of Active Flow Control technology for aerodynamic load control (Clean Sky project no. 296345, 2012-2014),
- COMROTAG: Development and Testing of Computational Methods to Simulate Helicopter Rotors with Active Gurney Flap (Clean Sky project no. 619627, 2013-2016,
- HELIX: Innovative Aerodynamic High Lift Concepts, Projekt KE G4RD-CT-2001-00516, 2002-2004,
- HISAC: Environmentally Friendly High Speed Aircraft, Projekt KE Nr AIP4-CT- 2005-516132, 2005-2009,
- AEROFAST: Aerocapture for Future Space Transportation, Project KE 218797, 2009-2011.
Kierownik Pracowni Aerodynamiki Numerycznej
dr inż. Janusz Sznajder
tel.: 0 22 846 00 11 wew. 492
fax: 0 22 846 44 32
e-mail: janusz.sznajder[at]ilot.lukasiewicz.gov.pl
