Login
 Forum
 
 
Thesis topic proposal
 
Jenő Miklós Suda
Közúti járművek forgó kereke körüli áramlási tér elemzése, aerodinamikai és közlekedésbiztonsági paraméterekre gyakorolt hatások értékelésére módszer kidolgozása

THESIS TOPIC PROPOSAL

Institute: Budapest University of Technology and Economics
mechanical engineering
Géza Pattantyús-Ábrahám Doctoral School of Mechanical Engineering

Thesis supervisor: Jenő Miklós Suda
Location of studies: BME Budapest, Bertalan Lajos u. 4-6., „Ae” épület I. emelet 108.
Abbreviation of location of studies: ÁT


Description of the research topic:

a) Előzmények: Az Áramlástan Tanszék jelentős kutatás-fejlesztési eredményekkel bír a járműáramlástan aktuális problémáit érintő területeken. A közúti járművek (pl. személyautók, buszok) aerodinamikája területén elért eddigi eredményeket a szélcsatorna kísérletek [1,2,3] és a numerikus szimulációs (CFD) vizsgálatok [4,5,6] alapozták meg, melyek a járműaerodinamika alapkutatás tekintetében, mind az ipari kutatás-fejlesztés tekintetében a mérnöki gyakorlat számára is fontos új eredményeket adtak [7].
b.) A kutatás célja: A kutatási téma a járműaerodinamikai fejlesztések egyik, ma is aktuális problémájához kapcsolódik. Járművek aerodinamikai és közlekedésbiztonsági tulajdonságait nagyban befolyásolja a járművek forgó kerekei körüli instacioner, turbulens áramlási tér. Sajátosságai miatt ez az egyik legkritikusabb pontja a járműre ható ellenállás- és felhajtóerő befolyásolásnak, és a közlekedésbiztonság-növelést célzó aerodinamikai fejlesztéseknek. A szabadon álló, illetve kerékházban elhelyezkedő forgó kerekek körüli áramlási tér (nyomás- és sebesség eloszlás) kísérleti és numerikus szimulációs eszközökkel való feltérképezése nagy kihívást jelent [8,9,10]. Erre lehetőséget teremtenek a korszerű lézeroptikai méréstechnikák (lézer Doppler sebességmérés /LDV/, Particle Image Velocimetry /PIV/ stb.), és a numerikus áramlástani szimulációs eszközök. A kutatási program az eddigi témabeli eredményekből kiindulva a forgó kerék körüli bonyolult áramlási struktúrák járműaerodinamikai és közlekedésbiztonsági paraméterekre gyakorolt hatásainak további, részletesebb vizsgálatát tűzi ki célul. A járműhöz képest mozgó talajon gördülő különböző geometriájú kerék körüli áramlási tér részletesebb feltérképezése hiánypótló adatokkal szolgálhat az aerodinamikai erők és tényezők, stabilitás, oldalszél-érzékenység, tapadás, gördülési ellenállás, aeroakusztika, sárodosással kapcsolatos (kétfázisú áramlás, vízen futás /aquaplaning/, vízkiszorítás, vízfelverődés /splashing/) stb. jelenségek megértéséhez, leírásához, befolyásolásához, optimalizálásához.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye: I. Szakirodalom kutatás, fizikai és numerikus szimulációs modellalkotás (1. év); II. Modell- és módszertan-fejlesztés, kísérleti vizsgálatok, paraméter-vizsgálat (2. év); III. Eredmények kiértékelése, összefoglalása, irányelvek definiálása, következtetések tézisekben való összefoglalása.(3. év) Publikációs munka: összhangban a doktoranduszi tárgyak követelményeivel, majd értekezés készítése.
d.) A szükséges berendezések: Kísérleti berendezések, eszközök (szélcsatornák, egyszerűsített járműmodell, vezetéknélküli nyomásmérő forgó kerékben), korszerű méréstechnika (LDV), CFD hardver és szoftver, kiegészítő mérőeszközök. Fentiek a Tanszéken rendelkezésre állnak. A PIV berendezés kutatási együttműködés keretében igény esetén rendelkezésre áll a Von Kármán Institute for Fluid Dynamics [10] ill. egyéb [8] partnerintézményben.
e.) Várható tudományos eredmények: A forgó kerék környezetében kialakuló, eredő ill. fejlődő aktív és passzív örvénystruktúrák ill. hatásaik részletesebb feltérképezése önmagában hiánypótló eredményekkel járulhat hozzá a témabeli kutatásokhoz. A kerék körüli 3D áramlási tér kombinált (LDV, PIV, vezetéknélküli nyomásszenzor) feltérképezésével új, hiánypótló, ill. meglévőknél jóval részletesebb eredmények várhatók. Ezek feldolgozása, értékelése alapján tudományos téziserejű következtetések várhatók, amelyek a mérnöki gyakorlatban is hasznosítható (pl. a jármű passzív és aktív aerodinamikai elemeinek kialakítására, elhelyezésére vonatkozó) ajánlásokká válhatnak.
f.) Irodalom:
[1] Lajos, T., Preszler, L. & Finta, L. (1986) Effect of moving ground simulation on the flow past bus models. J. Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.22.(2.-3.) pp.271-277.
[2] Lajos, T. (1986) Drag reduction by the production of a separation bubble on the front of a bluff body. J. Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.22.(2.-3.) pp.331-338.
[3] Lajos, T., Preszler, L. & Finta, L.(1988) Styling and Aerodynamics of Buses. Int. J Vehicle Design, Vol.9(1.) pp.1-15.
[4] Wittmann, G.A., Lohász, M.M. (2005): Numerical examination of the flow around a simplified three dimensional bus model with Reynolds averaged turbulence models of Fluent. Proc. Combined Conf. Heavy Vehicles XXXV I. Meeting of Bus and Coach Experts and Congress on Commercial Vehicles, Budapest (Hungary) 29-31. August, 2005
[5] Régert, T., Lajos, T. & Schwarczkopf, A. (2007) The effect of wheels on the characteristics of an Ahmed body. Proc. European Automotive CFD Conf., Frankfurt (D), 2007.07. pp.57-67.
[6] Régert, T. & Lajos, T. (2007) Description of flow field in the wheelhouses of cars. Int. J. Heat and Fluid Flow Vol.28(4) pp.616-629.
[7] Régert, T., Schwarczkopf, A. & Lajos, T. (2008) Study on the aerodynamic characteristics of wheels and wheelhouses of road vehicles. Proc FISITA World Automotive Congress, Munich (D), F2008-12-066, 2008.
[8] Gulyás, A., Bodor, Á., Régert T. & Jánosi M. I. (2013) PIV measurement of the flow past a generic car body with wheels at LES applicable Reynolds number. Int. J. Heat and Fluid Flow, Vol.43. pp.220-232.
[9] Koren, M. (2015) Vezetéknélküli nyomásmérő rendszer alkalmazása forgó kerék felületi nyomáseloszlásának mérésére. TDK dolgozat. Témavezető: Dr. Suda J.M., Konzulens: Gulyás András
[10] Gulyás, A. & Bissen E. (2016) 2D-PIV measurement of the flow around rotating wheel of a simplified vehicle model. VKI Short Training Course Project Report, Von Kármán Institute for Fluid Dynamics, Rhode-Saint-Genése (B), Jan-March 2016, Short training project supervisors: Dr. Suda J.M. & Dr. Régert T., Report Nr. pending)

Number of students who can be accepted: 1

Deadline for application: 2016-10-19

 
All rights reserved © 2007, Hungarian Doctoral Council. Doctoral Council registration number at commissioner for data protection: 02003/0001. Program version: 1.2318 ( 2016. XI. 26. )