UTA Aerodynamics Research Center

University of Texas i Arlington Aerodynamics Research Center (ARC) är en anläggning belägen i den sydöstra delen av campus som drivs under Department of Mechanical and Aerospace Engineering. Det etablerades 1986 som en del av en expansion av UTAs College of Engineering . ARC bidrar till visionen för UTA och University of Texas System att förvandla universitetet till en fullfjädrad forskningsinstitution. Den visar upp aerodynamiska forskningsaktiviteter vid UTA och har i sin historia etablerat sig som en unik anläggning på universitetsnivå. Vindtunnlarna och utrustningen i anläggningen byggdes huvudsakligen genom att spana efter och uppgradera nedlagd utrustning från myndigheter och industri . För närvarande, Masters och Ph.D. studenter forskar inom områdena höghastighetsgasdynamik, framdrivning (inklusive pulsdetonationsmotorer ) och Computational fluid dynamics bland andra projekt relaterade till aerodynamik.

Historia

Utvecklingen av ARC började 1975 som ett försök att utveckla ett stötrör för experimentell forskning inom magnetohydrodynamisk (MHD) kraftgenerering. Samtidigt rekommenderade ingenjörsackrediteringsnämnden att Aerospace Engineering Department (som sedan dess har slagit samman tillbaka till Department of Mechanical and Aerospace Engineering) bör ha en höghastighets vindtunnelkapacitet. En bågvärmare skickades till UTA men lades i lager på grund av brist på medel för att skaffa den stödutrustning som behövs för dess drift. 1976 besökte två professorer både AEDC och NASA:s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, för att se deras transoniska Ludwieg-röranläggningar . Tanken var att bygga en mindre version av vindtunneln vid UTA, men när AEDC-anläggningen besöktes fann man att dess Ludwieg-rör nyligen hade tagits ur drift. Ludwieg-röret hade utvecklats som en prototyp för flygvapenkonceptet för National Transonic Facility Development Program, men beslutet hade nyligen tagits att bygga NTF vid NASA Langley Research Center med deras kryogena tunnelkoncept. Professorerna sa skämtsamt till AEDC-projektledaren att överväga att donera röret till UTA, vilket togs som ett seriöst erbjudande. Ludwieg-röret förklarades statligt överskott och donerades till UTA och dök upp vid järnvägshuvudet i Arlington, Texas på tre plana bilar.

Innehav av tunnelbaneanläggningen Ludwieg lockade till sig lukrativa bidrag, vilket blev ett logistiskt problem eftersom UTA då var involverad i ett stort byggprogram som innefattade renovering av en ingenjörsbyggnad som tunneln var planerad att gå in i. Detta skulle ha inneburit en period av flera års lagring och hundratusentals dollar i förlorade bidrag. Lösningen på detta problem var byggandet av en tillfällig anläggning på första våningen i en nybyggd ingenjörsbyggnad. Denna anläggning råkade vara belägen under kontoret för dekanus vid College of Engineering, som omedelbart ändrade den tillfälliga anläggningen till en permanent byggnad när han hörde hur högljudd Luwieg-röret var. När konceptet med en permanent byggnad föreslogs tillkom flera nya vindtunnlar och utrustning. 1985 blev en stor kompressor belägen vid NASA Ames Research Center tillgänglig och donerades till UTA. Denna 5-stegs Clark-kompressor var klassad till 3000 psi, 2000 cfm och drevs av en 1250 hk motor. Den totala effektförbrukningen vid full belastning är över 1,6 MW. Att flytta kompressorn till en ny byggnad med tillhörande utrustning kostade nästan $500 000,00. Hela byggnaden byggdes runt kompressorn 1986, och sedan dess har fortsatt utveckling skett, vilket inkluderar byggandet av överljuds- och hypersoniska anläggningar.

Låghastighets vindtunnellaboratorium

Låghastighetsvindtunneln är en sluten krets, kontinuerligt flödestunnel med en 100 hk, variabel frekvensdrift. Testsektionen mäter 0,6 gånger 0,9 meter och klarar flödeshastigheter upp till 50 m/s. Den är utrustad med kraftbalanser med 3 och 6 komponenter och ett PC-baserat multiplexerat datainsamlingssystem. Rökvisualisering är också tillgänglig. En extra högtryckslufttillförsel gör att tunneln kan användas för jet- och ytblåsningsstudier.

High Reynolds Number Transonic Ludwieg Tube Wind Tunnel

Den transoniska Ludwieg-vindtunneln med höga Reynolds-tal har en porös väggtestsektion som mäter 19,5 gånger 23,2 cm (9 tum). Det är en impulsanläggning med en gångtid på cirka 120 ms. Mach -talområdet är 0,5–1,2 och Reynolds talintervall är 4–40 miljoner/meter. Den extremt höga Reynolds-kapaciteten möjliggör fullskalig simulering av rotorns aerodynamik. Tunneln har en låg nivå av turbulens, med fria strömtrycksfluktuationer på endast 1 procent rms. Den har en balans med 5 komponenter.

Supersonic vindtunnel

Den överljudsvindtunneln är en tunnel av utblåsningstyp utrustad med ett munstycke med variabelt Mach-tal. Vindtunneln utvecklades internt förutom donationen av ett munstycke av LTV (för närvarande Lockheed Martin Missile and Fire Control). Det nuvarande möjliga Mach-talområdet är 1,5 till 4,0 med Reynolds-tal mellan 60 och 140 miljoner per meter. Testsektionens tvärsnittsarea är 6 gånger 6,5 tum. Den maximala uppströms lagringstankens volym är 24,5 kubikmeter vid 700 psig.

Hypersonic Shock Tunnel

Hypersonisk chocktunnel är en annan impulsanläggning med en körtid på 0,5 till 5,0 ms. Tunneln har en teststräcka på 0,44 meter (diameter) med en längd på 1 meter. Den inviscida kärnan är 0,17 m vid Mach 8. Den är kapabel att testa vid Mach-tal från 5 till 16 och Reynolds-tal från 100 till 20 miljoner per meter. Tunneln kan modifieras för att rymma en detonationsdrivare med en blandning av väte, syre och helium. Detta slutfördes 1991 och ledde till ett anslag på 1 000 000 $ för att bilda NASA/UTA Center for Hypersonic Research mellan 1993 och 1998.

Båguppvärmd tunnel

Nyckelkomponenten i den båguppvärmda vindtunneln är en 2 MW DC elektrisk ljusbågsvärmare. Testsektionen är 10,3 cm (4 tum) med en längd på 91,4 cm (36 tum). Den används för att producera överljudsströmmar av extremt het gas. Gasen som strömmar genom bågvärmaren värms upp av en kraftfull elektrisk ljusbåge för att producera en gasström med bulktemperaturer från 3000 till 5000 K. Anläggningen är baserad på en Thermal Dynamics F-5000 bågvärmare, donerad från USAF Arnold Engineering Development Centrum. Dessutom består anläggningen av system för kväveinjektion, vattenkylning, skapande av ett vakuum och en tvärgående sond samt anläggningsövervakning och skydd.

Den totala entalpieffekten sträcker sig från 4000 till 5800 kJ/kg, vilket styrs av justeringar av strömförsörjningens uteffekt och hastigheten som gasen sprutas in i ljusbågsvärmaren. Ljusbågsvärmaren kan konfigureras för att ge en mycket topp entalpifördelning över munstyckets utgång, vilket kan ge lokala totalentalpier ungefär två gånger den genomsnittliga bulknivån. Anläggningsverksamheten har visat massflödeshastigheter från 0,07–0,18 kg/s. Motsvarande maximala körlängd är 90–200 s. Det maximala drifttrycket för ljusbågsvärmaren är 20 atmosfärer. En tryckluftdriven ejektorpump ger vakuumförhållanden i testsektionskärlet under testkörningar. Ejektorpumpen har producerat testsektionstryck så låga som 4,5 kPa (0,65 psia) utan att bågvärmaren är igång. En mekanisk vakuumpump finns tillgänglig för att ge ett högt initialvakuum i anläggningens 4,25 kubikmeter vakuumtank. Vakuumförmågan hos anläggningen möjliggör användning av munstycken med högt expansionsförhållande med bågvärmaren. Ett programmerbart 3-axligt traverssystem gör att sondmätningar kan utföras inom ett utrymme på 20 cm (8 tum) brett, 23 cm (9 tum) långt och 30 cm (12 tum) djupt (8 x 9 x 12 tum). Detta system kan också användas för att montera modeller eller testartiklar.

Fakultet

  • Luca Maddalena, Ph.D. – Direktör
  • Frank K. Lu, Ph.D., PE - Tidigare direktör
  • Donald R. Wilson, Ph.D., PE – Tidigare direktör, 1986–1993

Se även

  1. ^ "Supersonisk vindtunnel" . Hämtad 2007-08-13 .
  2. ^ "Arc-Heater" . Hämtad 2007-08-13 .

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=UTA_Aerodynamics_Research_Center&oldid=1060391283 "