Μαθήματα που προσφέρονται από το Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών

Θερμικές Στροβιλομηχανές [Υ]

Εισαγωγή στη μορφολογία, λειτουργία και αεροθερμοδυναμική των θερμικών στροβιλομηχανών. Τύποι θερμικών στροβιλομηχανών, συμπιεστής, στρόβιλος, ατμοστρόβιλος. Διατύπωση βασικών εξισώσεων ρευστομηχανική και θερμοδυναμικής όπως εφαρμόζονται στις στροβιλομηχανές. Η έννοια της μονοδιάστατης ανάλυσης στις θερμικές στροβιλομηχανές. Ανάλυση της ροής σε διδιάστατες πτερυγώσεις. Μονοδιάστατη ανάλυση αξονικών και ακτινικών συμπιεστών. Μονοδιάστατη ανάλυση αξονικών και ακτινικών στροβίλων. Μονοβάθμιες και πολυβάθμιες στροβιλομηχανές. Δημιουργία και χρήση του πεδίου των χαρακτηριστικών μιας θερμικής στροβιλομηχανής. Η ομοιότητα στις θερμικές στροβιλομηχανές. Βασικά κατασκευαστικά στοιχεία. Πειραματική άσκηση εργαστηρίου (μέτρηση χαρακτηριστικών λειτουργίας συμπιεστή), θέματα υπολογιστικών προσομοιώσεων (μονοδιάστατη ανάλυση συμπιεστή ή στροβίλου).

Εργαστήριο: Υ Βαρύτητα: 5% Εργασία/-ες: Υ Βαρύτητα: 5%

Διδάσκοντες: Κ. Γιαννάκογλου, (Χρ. Ρωμέσης)

Αρχή Σελίδας

Σχεδιασμός Θερμικών Στροβιλομηχανών [ΜΜΕΕΜΜ, ΕΜΜ]

Παρουσιάζονται οι βασικές αρχές για τη σχεδίαση συμπιεστών και στροβίλων. Επιλογή ταχύτητας περιστροφής και διαστάσεων καναλιού. Προσδιορισμός αριθμού βαθμίδων. Υπολογισμός γωνιών της ροής καθ’ ύψος του πτερυγίου (προσέγγιση τρισδιάστατης ροής). Εξίσωση ακτινικής ισορροπίας. Σύγκριση διαφορετικών ακτινικών κατανομών περιφερειακής ταχύτητας. Διερεύνηση των επιδράσεων συμπιεστότητας. Επιλογή προφίλ πτερυγίων χρησιμοποιώντας πειραματικά δε-δομένα πτερυγώσεων. Σχεδίαση πτερυγίων. Υπολογισμός βαθμού απόδοσης χρησιμοποιώντας εμπειρικές σχέσεις απωλειών και πειραματικά δεδομένα. Υπολογισμός πεδίου χαρακτηριστικών. Εργαστηριακή Άσκηση: Μέτρηση πεδίου ροής στο εσωτερικό βαθμίδας αξονικού συμπιεστή. Υπολογιστικό Θέμα: Σχεδίαση αξονικού συμπιεστή ή στροβίλου.

Εργαστήριο: Υ Βαρύτητα: 10%Εργασία/-ες: Π Βαρύτητα: 30%

Διδάσκοντες: Κ. Μαθιουδάκης, Ν. Αρετάκης, (Χρ. Ρωμέσης)

Αρχή Σελίδας

 

Πειραματική Μηχανική Ρευστών [ΕΜΜ, ΜΜΕΕΜΜ]

Βασικά χαρακτηριστικά μετρητικών οργάνων. Σφάλματα μέτρησης. Ψηφιοποίηση σήματος – Ανάλυση Fourier. Αρχές λειτουργίας θερμού νήματος, Laser Doppler, μέτρησης ταχύτητας μέσω ανάλυσης εικόνας (PIV), σωλήνα Pitot-Prandtl και πολλών οπών, παροχομέτρων, ιξωδομέτρων, υπέρηχου, διατάξεων μέτρησης διατμητικής τάσης, μέτρησης πίεσης, οπτικοποίησης της ροής. Στα πλαίσια του μαθήματος διεξάγονται 6 ασκήσεις με εφαρμογή των παραπάνω τεχνικών.

Εργασία/-ες: Υ

Διδάσκοντες: Δ. Μπούρης, Ν. Αρετάκης, (Χρ. Μανόπουλος)

 

Αρχή Σελίδας

 

Λειτουργία Αεριοστροβίλων και Ατμοστροβίλων [ΕΜΜ (Υ)]

Αεριοστρόβιλοι: Μορφολογία και είδη αεριοστροβίλων. Ανάλυση κύκλων, υπολογισμός επιδόσεων. Συμπιεστές και στρόβιλοι αεριοστροβίλων. Ψύξη πτερυγίων. Καύση, χαρακτηριστικά θαλάμων καύσεως, καύσιμα. Λειτουργία σε μεταβαλλόμενα φορτία, μέθοδοι ελέγχου. Προσομοίωση λειτουργίας με Η/Υ. Μηχανική συγκρότηση αεριοστροβίλου, υποσυστήματα. Ατμοστρόβιλοι: Ανάλυση κύκλων ατμού και συσχέτιση με λειτουργία ατμοστροβίλου. Λειτουργία βαθμίδας, τύποι βαθμίδων, διαβάθμιση. Επιδόσεις ατμοστροβίλου, απώλειες, εκτίμηση βαθμών απόδοσης. Λαβύρινθοι. Λειτουργία σε μεταβαλλόμενα φορτία, μέθοδοι ελέγχου. Προσομοίωση λειτουργίας ατμοστροβίλων με Η/Υ. Τεχνολογικά στοιχεία, ιδιομορφίες ατμοστροβίλων υγρού ατμού. Διαγνωστική αεριοστροβίλων και ατμοστροβίλων: Βασικές αρχές για συντήρηση, παρακολούθηση λειτουργίας, διάγνωση βλαβών. Αρχές μεθόδων αεροθερμοδυναμικής διάγνωσης και διάγνωσης με κραδασμούς.

Διδάσκοντες: Ν. Αρετάκης, K. Μαθιουδάκης, (Χρ. Ρωμέσης)

Αρχή Σελίδας

 

Αρχές Αεροπορικών Κινητήρων [ΕΜΜ, ΜΜΕΕΜΜ (Υ)]

Ανάπτυξη ώσης, εξισώσεις υπολογισμού, παράγοντες που την επηρεάζουν. Συγκριτική παρουσίαση διαφόρων τύπων κινητήρων. Περιγραφή και τεχνολογικά στοιχεία τμημάτων κινητήρα. Υπολογισμός επιδόσεων και κύκλος, παραμετρική ανάλυση για επιλογή χαρακτηριστικών σχεδίασης. Ανάλυση αγωγών εισόδου, παράμετροι σχεδίασης, υποηχητικοί, υπερηχητικοί αγωγοί. Ανάλυση ακροφυσίων, συγκλίνον-αποκλίνον ακροφύσιο. Αναμίκτες. Λειτουργικά χαρακτηριστικά και μορφολογία συμπιεστών, θαλάμων καύσης και στροβίλων. Ψύξη πτερυγίων. Σύζευξη συνιστωσών για λειτουργία ισορροπίας, Υπολογισμός μεγεθών κύκλου και επιδόσεων για μεταβαλλόμενες συν-θήκες λειτουργίας, ανηγμένες επιδόσεις. Συμπεριφορά κινητήρα στο αεροσκάφος για διάφορες συνθήκες πτήσης.

Εργασία/-ες: Υ Βαρύτητα: 20%

Διδάσκοντες: Κ. Μαθιουδάκης, Ν. Αρετάκης, (Χρ. Ρωμέσης)

Αρχή Σελίδας

 

Λειτουργικά Αεροπορικών Κινητήρων [ΜΜΕΕΜΜ (Υ)]

Ανάλυση λειτουργίας στροβιλοαντιδραστήρων και μέθοδοι υπολογισμού λειτουργικών επιδόσεων. Υπολογιστικά μοντέλα κινητήρων, μοντελοποίηση συνιστωσών, προσδιορισμός πεδίων χαρακτηριστικών και μέθοδοι ανάπτυξης μοντέλων λειτουργίας με χρήση Η/Υ. Αρχές λειτουργίας και τύποι βοηθητικών συστημάτων κινητήρων. Η χρήση των κινητήρων σε συνδυασμό με απαιτήσεις από συγκεκριμένο αεροσκάφος στα πλαίσια της ανάλυσης αποστολής του. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις των κινητήρων, μέσω των εκπομπών αερίων ρυπαντών καθώς και των ηχητικών εκπομπών. Πιστοποίηση κινητήρων.

Εργασία/-ες: Υ Βαρύτητα: 10%

Διδάσκοντες: Ν. Αρετάκης, Κ. Μαθιουδάκης, (Χρ. Ρωμέσης)

 

Αρχή Σελίδας

 

Υπολογιστικές Μέθοδοι στις Στροβιλομηχανές [ΕΜΜ, ΜΜΕΕΜΜ]

Μέθοδοι γένεσης υπολογιστικών πλεγμάτων για τη μοντελοποίηση ροών σε στροβιλομηχανές με μεθόδους υπολογιστικής ρευστοδυναμικής. Έλεγχος ποιότητας πλέγματος. Δομημένα πλέγματα τύπου H, C και Ο σε πτερυγώσεις. Περί μη-δομημένων πλεγμάτων. Αριθμητική επίλυση των εξισώσεων ροής και εφαρμογή οριακών συνθηκών. Συνθήκες περιοδικότητας. Μοντελοποίηση της τύρβης για την πρόλεξη ροών σε στροβιλομηχανές και συναφείς προγραμματιστικές τεχνικές. Θεωρία του οριακού στρώματος και των συνεκτικών ροών. Ασυμπίεστα και συμπιεστά οριακά στρώματα στις πτερυγώσεις συμπιεστών και στροβίλων. Ολοκληρωματικές μέθοδοι μοντελοποίησης συνεκτικών ροών στις στροβιλομηχανές. Σύνδεση μοντέλων συνεκτικής ροής και επιλυτών εξωτερικής ροής σε πτερυγώσεις στροβιλομηχανών. Μοντελοποίηση της τύρβης και της μετά-βασης από τη στρωτή στην τυρβώδη ροή. Δευτερεύουσες ροές και υπολογισμός τους. Η ροή στο ακτινικό διάκενο των στροβιλομηχανών και απλά μοντέλα υπολογισμού της. Γνωριμία με τον επιλύτη συνεκτικών ροών του ανοικτού λογισμικού OpenFOAM και χρήση του σε προβλήματα πρόλεξης ροών σε πτερυγώσεις συμπιεστή και στροβίλου - υπολογιστική άσκηση.

Διδάσκων: Κ. Γιαννάκογλου

Αρχή Σελίδας

 

Μέθοδοι Αεροδυναμικής Βελτιστοποίησης [ΕΜΜ, ΜΜΕΕΜΜ]

Το πρόβλημα της αντίστροφης σχεδίασης και της βελτιστοποίησης στην Αεροδυναμική. Σημασία, στόχοι και επιδιώξεις. Προβλήματα βέλτιστης σχεδίασης αεροδυναμικών μορφών με παραδοχές ατριβούς και συνεκτικής ροής. Αριθμητική βελτιστοποίηση: μαθηματική θεμελίωση του προβλήματος, βελτιστοποίηση με ή χω-ρίς περιορισμούς, βελτιστοποίηση μιας ή πολλών μεταβλητών, βελτιστοποίηση ενός ή πολλαπλών στόχων, επαναληπτικές μέθοδοι βελτιστοποίησης (σύνδεση, προσαρμογή και επέκταση διδαχθέντων στο μάθημα της Αριθμητικής Ανάλυσης) περί της ύπαρξης και της μοναδικότητας της βέλτιστης λύσης πλεονεκτήματα και περιορισμοί των τεχνικών αριθμητικής βελτιστοποίησης. Εφαρμογές. Μέθοδοι στοχαστικής βελτιστοποίησης βασισμένες σε εξελικτικές τεχνικές και την τεχνητή νοημοσύνη: πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Εφαρμογές.

Εργασία/-ες: Π Βαρύτητα: 50%

Διδάσκων: Κ. Γιαννάκογλου

Αρχή Σελίδας

 

Διαγνωστική Στροβιλοκινητήρων [ΜΜΕΕΜΜ]

Η ανάγκη και η σημασία της παρακολούθησης λειτουργίας αεροπορικών κινητήρων. Σύνδεση με διαδικασίες υπό συνθήκη συντήρησης. Μετρούμενα μεγέθη, μετρητικές διατάξεις, διαδικασίες συλλογής μετρήσεων για επόπτευση λειτουργίας. Συστήματα και μέθοδοι για εκτίμηση κα-τάστασης και διάγνωση δυσλειτουργιών. Μέθοδοι ανάλυσης διέλευσης αερίου: μέθοδοι άμεσης σύγκρισης, εκτίμησης, γραμμικές, μη γραμμικές. Τεχνικές προβολής. Χρήση μετρήσεων ταχείας απόκρισης (κραδασμοί, ήχος). Άλλες μέθοδοι, Στοιχεία μεθόδων εκτίμησης διάρκειας ζωής εξαρτημάτων. Αξιοποίηση δεδομένων, χρησιμοποίηση τεχνικών τεχνητής νοημοσύνης. Δοκιμαστήρια κινητήρων, διαδικασίες δοκιμής, αναγωγής παραμέτρων λειτουργίας. Χρήση Η/Υ για υποστήριξη διαδικασιών παρακολούθησης.

Εργαστήριο: Υ Βαρύτητα: 10%

Διδάσκοντες: N.Αρετάκης, Κ. Μαθιουδάκης, (Χρ. Ρωμέσης)

Αρχή Σελίδας

Αριθμητική Ανάλυση [Υ]

Γραμμικά Συστήματα. Άμεσες μέθοδοι (Gauss, παραγοντοποίησης). Επαναληπτικές Μέθοδοι (Jacobi, Gauss-Seidel, SOR). Μέθοδος των δυνάμεων για τον υπολογισμό ιδιοτιμών. Παρεμβολή και Πολυωνυμική Προσέγγιση. Πολυώνυμα Taylor, Lagrange, Newton, Hermite. Παρεμβολή με splines. Μη Γραμμικές Εξισώσεις. Μέθοδος Διχοτόμησης και Εσφαλμένης θέσης (Regula-Falsi). Επαναληπτικές μέθοδοι σταθερού σημείου. Newton Raphson, Secant και Schroder. Μέθοδος Newton για μη γραμμικά συστήματα. Αριθμητική Παραγώγιση και Ολοκλήρωση. Προσέγγιση Παραγώγων, Απλοί τύποι Αριθμητικής Ολοκλήρωσης. Σύνθετοι τύποι, Ολοκλήρωσης Gauss. Ολο-κλήρωση σε άπειρο διάστημα. Διαφορικές Εξισώσεις. Πρόβλημα αρχικών τιμών, σφάλματα στις αριθμητικές μεθόδους. Μέθοδοι απλού βήματος (Taylor, Runge-Kutta). Μέθοδοι πολλών βημά-των (Adams, Πρόβλεψης-Διόρθωσης). Θεωρία Προσέγγισης. Διακριτή προσέγγιση με ελάχιστα τετράγωνα (Πολυωνυμική, Εκθετική), Ελάχιστα τετράγωνα με ορθογώνια πολυώνυμα. Προβλήματα Συνοριακών Τιμών, Προσέγγιση μερικών παραγώγων, γραμμική Μέθοδος Σκόπευσης. Μέθοδοι πεπερασμένων διαφορών, Μέθοδος Galerkin με πεπερασμένα στοιχεία.

Εργασία/-ες & Θέματα: Π Βαρύτητα: 30%

Διδάσκων: Κ. Γιαννάκογλου

Αρχή Σελίδας