Μαθήματα

Αεροδυναμική

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

Αεροδυναμική: κάποιες εισαγωγικές έννοιες, Αεροδυναμική: Θεμελιώδεις αρχές & εξισώσεις. Βασικές αρχές των ατριβών ασυμπίεστων ρευστών.
Ασυμπίεστες ροές σε αεροτομές. Στοιχεία από την αεροδυναμική του οχήματος-αεροσκάφους . Στοιχεία από την αεροδυναμική οχημάτων, Στοιχεία από την αεροδυναμική κτιρίων, Αεροδυναμικά επαγόμενες ταλαντώσεις, Αιολική ενέργεια-Ανεμογεννήτριες.
Εξισώσεις ροής στην αεροδυναμική. Χαρακτηριστικά και γεωμετρία αεροτομής. Αεροδυναμικές δυνάμεις και ροπές. Κέντρο πίεσης και αεροδυναμικό
κέντρο. Αεροδυναμική αεροτομής. Θεωρία λεπτών αεροτομών. Απώλεια στήριξης αεροτομής (stall). Χαρακτηριστικά και γεωμετρία πτέρυγας.
Αεροδυναμική πτέρυγας. Επαγόμενη αντίσταση.
Έλικας και στροφείο. Γενικά χαρακτηριστικά και γεωμετρία πτερυγίου έλικας. Αεροδυναμικές δυνάμεις σε πτερύγιο έλικας.
Θεωρία οριακού στρώματος, διαφορικές εξισώσεις που διέπουν την ροή ρευστού στο οριακό στρώμα. Αποκόλληση συνεκτικής ροής και επιπτώσεις στο πεδίο πιέσεων και την οπισθέλκουσα.
Δημιουργία αρνητικής άνωσης με σχετικές επεμβάσεις στην σχεδίαση οχημάτων. Μελέτη ροής σε διαχύτη- Τοποθέτηση πτέρυγας σε οχήματα και δημιουργία αρνητικής άνωσης.

Μαθησιακοί Στόχοι

Ο στόχος του μαθήματος είναι να εξοικειώσει το φοιτητή με τις έννοιες της Αεροδυναμικής και ιδιαίτερα με τις λεπτομέρειες της ροής αέρα στην περιοχή του οριακού στρώματος. Ο τρόπος υπολογισμού της αεροδυναμικής αντίστασης αποτελεί επίσης στόχο του μαθήματος.
Το μάθημα αποτελεί το βασικό εισαγωγικό μάθημα στις έννοιες της Αεροδυναμικής. Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην εισαγωγή των σπουδαστών στην επιστήμη του Μηχανολόγου Μηχανικού. Ο φοιτητής αποκτά γνώσεις της Αεροδυναμικής σχετικά με τη συμπεριφορά της ροής αέρα σε στατικές και κινηματικές καταστάσεις με στόχο την διερεύνηση της επίδρασης της ροής πάνω σε οχήματα. Τέλος η ροή αέρα γύρω από αεροτομές εξετάζεται σε βάθος με κύριο σκοπό τον υπολογισμό της άνωσης, της αντίστασης και της απόδοσης μίας αεροτομής.
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:
• Έχει κατανοήσει τα βασικά μεγέθη που διέπουν την κατάσταση των ρευστών, όπως πίεση, ταχύτητα, θερμοκρασία, πυκνότητα, ιξώδες, διατμητική τάση κλπ.
• Έχει γνώσεις υπολογισμού της επίδρασης των στάσιμων ρευστών σε στερεά σώματα και διάφορα μηχανολογικά εξαρτήματα (υδροστατικές και αεροστατικές δυνάμεις σε δοχεία, δεξαμενές, φράγματα, θυρίδες ελέγχου στάθμης κλπ.).
• Θα γνωρίζει και θα μπορεί να εφαρμόζει τις θεμελιώδεις εξισώσεις που διέπουν την κίνηση των ρευστών (εξισώσεις διατήρησης της μάζας, της ορμής και της ενέργειας των ρευστών).
• Θα γνωρίζει την ροή αέρα στην περιοχή του οριακού στρώματος όπως επίσης και τους παράγοντες που οδηγούν στην αποκόλληση του οριακού στρώματος.
• Θα γνωρίζει και θα μπορεί να εφαρμόζει τους νόμους της Αεροδυναμικής για των υπολογισμό δυνάμεων και ροπών που ασκεί ο αέρας στα περιβάλλοντα στοιχεία κατά την ροή του σε ακίνητα ή κινούμενα σώματα.

Γενικές Ικανότητες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
Ομαδική Εργασία
Σχεδιασμός και Διαχείριση Έργων
Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Θεωρητική από έδρας διδασκαλία με συζήτηση και ενεργή συμμετοχή των φοιτητών. Οι διαλέξεις του μαθήματος υποστηρίζονται από διαφάνειες παρουσίασης του συνόλου της εκπαιδευτικής ύλης, ενώ ο λευκός πίνακας χρησιμοποιείται:
α) για την εμβάθυνση επιλεγμένων θεματικών ενοτήτων,
β) για την προαγωγή της ενεργούς συμμετοχής των φοιτητών στη βήμα-προς-βήμα επίλυση προβλημάτων,
γ) τη διεξοδική επίλυση Ασκήσεων Πράξης.
Το μάθημα υποστηρίζεται από εξοπλισμό για τη μέτρηση παραμέτρων ροής όπως πίεση και ταχύτητα.

Αξιολόγηση Φοιτητών

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται κατά 70% από τον βαθμό του θεωρητικού μέρους και κατά 30% από τον βαθμό του εργαστηριακού, υπό την προϋπόθεση ότι ο φοιτητής έχει αξιολογηθεί με προβιβάσιμο βαθμό σε κάθε μέρος του μαθήματος.
Ο βαθμός του θεωρητικού μέρους διαμορφώνεται από γραπτή τελική εξέταση.
1. Η γραπτή τελική εξέταση του θεωρητικού μέρους δύναται να περιλαμβάνει:
Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής,
Επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν,
Ερωτήσεις σύντομης απάντησης,
Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας.
2. Η εξέταση των Εργαστηριακών Ασκήσεων πραγματοποιείται με τη συνεχή αξιολόγηση των εργαστηριακών δεξιοτήτων και της θεωρητικής γνώσης που αποκτήθηκαν στα πλαίσια της διδασκαλίας του μαθήματος με τη μέθοδο της συνεχούς αξιολόγησης.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος ΕΥΔΟΞΟΣ
• Αεροδυναμική, Anderson John, 5η Έκδοση, , ISBN: 978-960-418-620-4-Εγχειρίδιο Υδραυλικών Συστημάτων, Μαυρίδης Δ., 1987, εκδόσεις
Βιομηχανική Τεχνολογία