Mekanik och maritima vetenskaper (M2) // Mechanics and Maritime Sciences (M2)
Använd denna länk för att länka till samlingen:
Vi bedriver grundläggande och tillämpad forskning inom alla transportslag för att nå hållbara tekniklösningar. Forskning genomförs även för att bidra till miljövänlig processteknik och hållbar energiförsörjning.
Vid institutionen för mekanik och maritima vetenskaper utbildas framtidens ingenjörer och forskare med siktet inställt på övergången till ett hållbart transportsystem. Vår forskningsportfölj är unik i sin bredd och täcker in alla transportformer och verkar även för att bidra till miljövänlig processteknik och hållbar energiförsörjning. Genom samverkan med samhälle och näringsliv försöker vi lösa samhällets stora utmaningar - tillsammans.
För forskning och forskningspublikationer, se https://research.chalmers.se/organisation/mekanik-och-maritima-vetenskaper/
We carry out fundamental and applied research in all modes of transport to achieve sustainable technology solutions and to contribute to environmentally friendly process technology and sustainable energy supply.
At the Department of Mechanics and Maritime Sciences, the engineers and researchers of tomorrow are trained with their eyes set on the transition to a sustainable transport system. Our research portfolio is unique and covers all modes of transport and contributes to environmentally friendly process technology and sustainable energy supply. Through collaboration with the society and industry, we strive to solve society's major challenges - together.
Studying at the Department of Mechanics and Maritime Sciences at Chalmers
For research and research output, please visit https://research.chalmers.se/en/organization/mechanics-and-maritime-sciences/
Browse
Browsar Mekanik och maritima vetenskaper (M2) // Mechanics and Maritime Sciences (M2) efter Program "Engineering Physics (300 hp)"
Sökresultat per sida
Sortera efter
- PostAerodynamiska krafter vid hård inbromsning - Numerisk beräkning av luftmotståndskoefficient på en personbil vid hård inbromsning med två olika accelerationsmodeller(2018) Benjaminsson, Daniel; Jarl, Sanna; Milikic, Filip; Krikor, Nerma Sarkis; Strand, Sara; Wahid, Robin; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mekanik och maritima vetenskaper; Chalmers University of Technology / Department of Mechanics and Maritime SciencesSäkerhet är en faktor som idag prioriteras högt inom fordonsindutrin. En viktig del inom området är förståelsen för inbromsningsförlopp. Det är väsentligt att förstå på vilka sätt diverse faktorer påverkar ett inbromsningsförlopp. En av dessa faktorer är aerodynamiska krafter. Syftet med studien var att studera inverkan av aerodynamiska krafter på ett fordon vid hård inbromsning. Detta utfördes med hjälp av Computational Fluid Dynamics (CFD) och en DrivAer-modell för att ge approximativa numeriska resultat. Simuleringarna visade att vid hård inbromsning påverkar vaken en personbil med en kraft i samma storleksordning som luftmotståndet på bilens framsida. Det visades även att vaken välter över fordonet efter att bilen fullständigt bromsat in. Ackumulerad cD över bilens längd visade att främre delen av bilen gav ett negativt bidrag medan bakre delen av bilen gav ett positivt bidrag till cD. Det konstaterades att en spoiler i de flesta fall ger ett högre värde på cD. Vid 60-80 km/h visade sig ett jämviktsläge där resulterande cD på bilen var noll för samtliga fall. Bromssträckan blev cirka 63 meter för fallet med spoiler, utan spoiler blev den 1 meter kortare. Sammanfattningsvis är spoilerns effekt på inbromsningen liten.
- PostCFD-analysis of the aerodynamic properties of a Mercedes-Benz 300SLR(2015) Stadler, Michael; Nordin, Johan; Rama, Kreshnik; Sjöstrand, Philip; Falkovén, Andreas; Rask, Andreas; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för tillämpad mekanik; Chalmers University of Technology / Department of Applied MechanicsMercedes-Benz was one of the most prominent car manufacturers in motorsport in the 50’s. In 1955 they participated with the model 300 SLR in the Le Mans 24- hour race. What made this model standing out was the mounted air brake, which would compensate for the weaker drum brakes compared with competing models’ disc brakes. During the ongoing race the world became witness to one of the most fatal accident in motorsport history, where the Mercedes in a collision flew up and crashed into the grandstand. The aim of this work was to investigate the air brake’s effect on the car’s characteristics at the crash moment. This is done by monitoring the work of Peter Gullberg and Lennart Löfdahl performed in 2008, but with a more accurate basis. A laser scanned model of the car that was obtained from Gullbergs and Löfdahl’s work in 2008 was improved to match more with the real car and to obtain accurate results in the flow simulations performed in STAR CCM+. The results obtained confirmed the earlier work in the field which indicated that the car gets an overall higher downforce with the air brake engaged compared to the down position. Additionally, a major downforce was noted on the rear axle compared to the front when the air brake was engaged.
- PostDevelopment of a Test Suite for Verification & Validation of OpenFOAM(2017) Persson, Simon; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för tillämpad mekanik; Chalmers University of Technology / Department of Applied MechanicsComputational fluid dynamics is an important tool which can be used to simulate various properties of a flow. CFD simulations are used within the nuclear power industry to aid in the evaluation of thermal loads within a given system. In order to verify and validate some aspects of the open source solver OpenFOAM a test suite was developed. The main goal was to build a series of automated tests while at the same time enable future additions of new tests. The verification process focused on the evaluation of certain numerical schemes used for both incompressible and compressible solvers in OpenFOAM. In order to evaluate the results of each case two different test criteria where used. The difference between simulated results and exact solutions to a specific problem was used to calculate a discretization error for the whole computational domain. The discretization error can then be used together with a refinement of the mesh to calculate an observed order of accuracy. In order to obtain exact analytic equations to the governing equations the method of manufactured solution was implemented. A solution for the equations was manufactured and a resulting source term was implemented in the simulation. The results from the simulation should then correspond to the manufactured solution. It was found that the results for the order of accuracy could be used as a test criteria when evaluating numerical schemes and solvers. A validation test case was also implemented into the test suite. The simulation was based upon an experiment previously used as a benchmark for various CFD simulations. It was found that a coarse mesh with a limited amount of cells could be used for evaluation of thermal mixing. In order to determine if a test is accurate enough a validation metric evaluated from the difference between the results from simulation and the experimental data. The metric was defined from the discretization error also used in the verification cases. The error was evaluated at the points where experimental data was available.
- PostNumerisk beräkning av aerodynamisk instabilitet hos en volleyboll i flykt(2018) Blomgren, Carl; Fransson, Agaton; Svensson, Hampus Gummesson; Johansson, Henrik; Sjöland, Amanda; Svensson, Henrik; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mekanik och maritima vetenskaper; Chalmers University of Technology / Department of Mechanics and Maritime SciencesFloat är ett aerodynamiskt fenomen inom volleyboll där en serve med minimal initial rotation kan leda till en oförutsägbar bana för volleybollen. I den här studien har aerodynamiken hos en volleyboll i flykt undersökts genom numeriska beräkningar i syfte att få en större förståelse för hur fenomenet float uppstår. Det har genom simuleringar av flykten, med hjälp av programvaran star-ccm+, jämförts hur hastighet, rotation, volleybollens paneler samt orientering påverkar uppkomsten av float. För detta har två kroppar med initialhastigheten 35ms−1 undersökts: en slät sfär och en traditionell volleyboll. I fallet med sfären undersöktes ett icke-roterande och ett roterande fall med vinkelhastigheten 2 rad s−1. Vid simulering av volleybollen har två olika orienteringar av panelerna undersökts. Samtliga fall uppvisar float, och hastigheten verkar vara den parameter som mest påverkar uppkomsten av float. Detta då de största avvikelserna i sidled hos bollbanan uppvisas kring de kritiska Reynoldstalen. Även bollens sömnad visade sig ha stor inverkan på virvelbildningen hos luften när den flödade längs med sömmarna, men inte när flödet gick tvärs över dem. Detta skulle kunna förklara volleybollens ökade luftmotstånd relativt sfärens. För att säkerställa samtliga resultat behövs dock en kompletterande statistisk analys.
- PostNumerisk beräkning av luftmotstånd på en personbil vid kurvtagning(2017) Berndtsson, Aliki; Hagvall, Robin; Josefsson, Erik; Ljungqvist, Filip; Persson, Mattias; Roos, Love; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för tillämpad mekanik; Chalmers University of Technology / Department of Applied MechanicsInom fordonsindustrin ligger idag stort fokus på att minska utsläpp från personbilar. Ett steg i detta är att minska bränsleförbrukning genom förbättring av fordonens aerodynamik. Bränsleförbrukningen mäts genom standardiserade körcykler som inte tar hänsyn till de aerodynamiska förlusterna som uppstår vid kurvtagning. Det är idag oklart huruvida detta ger en påtaglig inverkan på bränsleförbrukningen. Syftet med den här studien är att skapa förståelse för hur luftmotståndet hos en personbil påverkas vid kurvtagning. Då industrin idag undersöker hur sidvind påverkar aerodynamiken genom att snedställa fordonet i en vindtunnel är det av stort intresse att undersöka om detta kan användas för att approximera kurvtagning. Studien inriktar sig därför främst på att, med hjälp av programvara för Computational Fluid Dynamics (CFD) och fordonsmodellen DrivAer, simulera och studera skillnaden mellan tre olika strömningsfall: körning på raksträcka, snedställning och kurvtagning. Resultatet visar att luftmotståndet ökar vid kurvtagning jämfört med snedställning och att sidkraften riktas inåt kurvan, medan den vid snedställning riktas åt motsatt håll. Vidare visar det sig att öppna fälgar ger större påverkan på luftmotståndet vid kurvtagning än stängda fälgar. Dessutom konstateras att kraftkoefficienterna CD, CL och CS är kraftigt beroende av kurvradien. Det är tydligt att kurvtagning har stor påverkan på aerodynamiken. Exempelvis ökar CD med 11 % mellan rak körning och körning i en kurva med en radie på 200m.
- PostStrategier för aerodynamisk formoptimering av bakvingen på en generisk tävlingsbil(2019) Nilsson, Sebastian Eliasson; Helmfrid, Henrik; Hård, Daniel; Högman, Johan; Knutsson, Albin; Rexmo, Max; Chalmers tekniska högskola / Institutionen för mekanik och maritima vetenskaper; Chalmers University of Technology / Department of Mechanics and Maritime SciencesFormoptimering inom fordonsaerodynamik har traditionellt sett skett genom trial and error, eller med hjälp av tester i vindtunnlar. Inom GT3-racing är det viktigt att få så mycket negativ lyftkraft som möjligt utan att öka luftmotståndet för mycket. Med datorers ökade beräkningskapacitet har numeriska simuleringar blivit allt mer vanligt och därför finns det intresse att undersöka hur olika optimeringsmetoder lämpar sig för fordonsaerodynamik. Denna rapport syftar till att utvärdera tre optimeringsmetoder, på den inom forskning väl använda DrivAer-modellen, för att optimera position och attackvinkel på en bakvinge. De optimeringsmetoder som undersökts i projektet är surrogatmodellering, genetiska algoritmer och gradientbaserad formoptimering av adjointa fält. Surrogatmodellen genomfördes med två optimeringsvariabler, höjd och attackvinkel, för att senare i projektet kompletteras med en tredje variabel, vingens position i longitudinellt led. Med ett få antal simuleringar konvergerade höjden och attackvinkel mot optimala värden för att minska luftmotståndskoefficienten, CD, med en bibehållen lyftkoefficient, CL. Resultaten visar att modellen optimerar två variabler snabbt trots en stor lösningsrymd. Den genetiska algoritmen har visat sig vara mycket beräkningstung, då det krävs många generationer för att med säkerhet uppnå ett optimalt resultat. Metoden verkade konvergera mot ett visst värde. Studien är dock för kort för att veta om det var ett globalt minimum. Den genetiska algoritmen faller kort jämfört med surrogatmodellen då utvärderingen av varje individ är för beräkningstung för att göra den genetiska algoritmen effektiv. Den gradientbaserade formoptimeringen med adjointa fält skiljer sig i sitt utförande jämfört med surrogatmodellen och den genetiska algoritmen. Dessa metoder optimerar utifrån variabler medan adjointmetoden istället optimerar genom att förändra geometrin. Adjointmetoden visade sig ha svårt att konvergera för detta fall. Optimering med en stegfunktion fungerade inte, men användandet av en sigmoid funktion var mer lovande. För att utnyttja adjointmetoden effektivt ansågs det vara bra att använda surrogatmodellering eller genetiska algoritmer tillsammans med adjointmetoden. Nyckelord: