Áramlástan kidolgozott 2016glink.hu/hallgatoi_segedletek/files/3952c97e1c2d3117893ba213b5a3… ·...

Áramlástan kidolgozott 2016

1) Ismertesse a lokális és konvektív gyorsulás fizikai jelentését, matematikai leírását, továbbá

Navier-Stokes egyenletet!

2) Írja fel a kontinuitási egyenletet! Hogyan egyszerűsödik az összefüggés állandó sűrűségű

folyadék esetében? Rajzolja fel az abszolút koordináta-rendszerben értelmezett

áramvonalakat egy egyenletesen haladó jármű körül!

3) Definiálja a cirkulációt, az örvényességet, továbbá ismertesse a Thomson-tételt!

4) Vezesse le a potenciálos örvény sebességmegoszlását!

5) Vezesse le az örvénytranszport egyenlet kétdimenziós alakját!

6) Írja fel az örvénytranszport egyenlet általános (vektoros) alakját és mutassa be az egyes

tagok fizikai jelentését!

7) Vezesse le az elemi folyadékszakasz evolúciójára vonatkozó Helmholtz-féle analógiát!

Milyen következménye van az analógiának síkáramlás esetében?

8) Mutassa be az örvénytranszport és a hőtranszport analógiáját kétdimenziós áramlás

esetében!

9) Sorolja fel az örvényesség keletkezését és átrendeződését okozó fizikai hatásokat!

10) Mi a potenciálos áramlások műszaki jelentősége? Adjon példát az alkalmazási területekre!

11) Definiálja a sebességi potenciált és adja meg a létezésének feltételeit!

12) Vezesse le a szivárgó áramlás sebességi potenciálját a Darcy-törvényből kiindulva!

13) Hogyan határozható meg a nyomás változása ideális folyadék áramlása és szivárgó áramlás

esetében? Adja meg a számításra alkalmas összefüggéseket!

14) Vezesse le a sebességi potenciál meghatározására alkalmas Laplace-egyenletet állandó

sűrűségű folyadék áramlás feltételezésével! Írja fel egy (3D) pontforrás sebességterét és a

hozzá tartozó sebességi potenciált!

15) Definiálja az áramfüggvényt (vektorpotenciált) és igazolja a kontinuitási egyenlet

teljesülését! Mutassa be, az általános definíció leszűkítését síkáramlásra!

16) Mutassa be az áramfüggvény fizikai értelmezését síkáramlás esetében! Milyen kapcsolatban

áll az áramvonalakkal?

17) Vezesse le az áramfüggvény meghatározására alkalmas Laplace-egyenletet!

18) Definiálja a komplex potenciált! Miért előnyös a használata?

19) Hogyan határozható meg a komplex sebességvektor a komplex potenciál alapján?

20) Táblázatosan foglalja össze az áramfüggvény a sebességi potenciál és a komplex potenciál

legfontosabb tulajdonságait! Létezik-e változó sűrűségű áramlásban, örvényes áramlásban,

3D-ben, hogyan definiáljuk?

21) Rajzolja fel jellegre helyesen a potenciálos áramlással jellemezhető térrészt egy autó körüli

áramlásban!

22) Írja fel a párhuzamos áramlás komplex potenciálját, határozza meg az áramfüggvényt és

rajzolja fel az áramvonalakat!

23) Írja fel a potenciálos örvény komplex potenciálját, határozza meg az áramfüggvényt és

rajzolja fel az áramvonalakat! Számítsa ki a komplex sebességet és a cirkulációt!

24) Írja fel a vonalforrás komplex potenciálját, határozza meg az áramfüggvényt és rajzolja fel

az áramvonalakat! Számítsa ki a komplex sebességet és a térfogatáramot!

25) Írja fel a sarok körüli áramlás komplex potenciálját és határozza meg az áramfüggvény

értékét! Rajzolja fel az áramvonalakat torlóáramlás és 90°-os sarok körüli áramlás esetében!

Mi lesz az n paraméter értéke ezekben az esetekben?

26) A sarok körüli áramlás komplex potenciáljának általános alakjából kiindulva vezesse le az

áramvonalak alakját torlóáramlás esetében!

27) A forrás komplex potenciáljából kiindulva vezesse le a dipólus komplex potenciálját!

28) Határozza meg az áramvonalak alakját egy dipólus körüli áramlási érben!

29) A henger körüli áramlás komplex potenciáljából kiindulva határozza meg az áramfüggvényt

és rajzolja fel a henger felületét is tartalmazó torló áramvonalat! Hogyan néz ki a többi

áramvonal?

30) A henger körüli áramlás komplex potenciáljából vezesse le a felületi sebesség és a

nyomástényező összefüggéseit szög függvényében! Jellegre helyesen rajzolja fel a

nyomástényező megoszlását a henger felületére!

31) Írja fel egy forgó henger komplex potenciálját, ábrázolja az áramvonalakat és határozza meg

a torlópontok eltolódásának szögét!

32) Mit értünk konform leképzés alatt? Adja meg a Zsukovszkij-transzformáció összefüggését!

33) Hol találhatók a Zsukovszij-transzformáció szinguláris pontjai és azok transzformált képei?

34) Ábrázolja a különféle módon eltolt középpontú kör Zsukovszkij-transzformációval nyert

képeit!

35) Mit értünk Kutta-feltétel alatt és hogyan kell megválasztanunk a forgó henger körüli

áramlás komplex potenciálját, hogy teljesüljön a Kutta-feltétel?

36) Vezesse le egy ívelt lap felhajtóerő tényezőjének becslésére alkalmas, kis értékű állásszög és

íveltég esetében érvényes összefüggést!

37) Mit értünk egy olajkút esetében vízkúposodás alatt? Mi az oka, és milyen hatása van a

jelenségnek a kitermelésre?

38) Milyen áramlást célszerű kialakítani ellennyomó víztárolók esetében? Rajzolja fel jellegre

helyesen az optimális belépő sebességprofilt zongora alakú tároló esetén!

39) Írja le röviden a határréteggel kapcsolatos négy alapjelenséget!

40) Milyen erők egyensúlya jellemzi a határréteg külső részét? Vezesse le a dimenziótlan

határréteg vastagság és a hosszal számolt Reynolds-szám kapcsolatát!

41) Milyen kapcsolat áll fenn a hosszal és a határréteg vastagsággal számított Reynolds-számok

között? Definiálja a kritikus Reynolds-számot!

42) Igazolja, hogy a határréteg vastagsággal számított kritikus Reynolds-szám értékei közel

esnek egymáshoz síklap feletti határréteg és kör keresztmetszetű csőben kialakuló határréteg

esetében!

43) A síkáramlásra felírt kontinuitási egyenletből és a Navier-Stokes egyenletből kiindulva

vezesse le a határréteg áramlás alapegyenleteit! Milyen kapcsolat áll fenn a határrétegbeli

nyomás gradiens és a külső áramlás sebessége között?

44) Ismertesse a határréteg egyenlet Reynolds-számtól független alakját! Adjon alkalmazási

példákat!

45) Diszkretizálja a határréteg egyenletet explicit módszer alkalmazásával! Ismertesse a

megoldási sorrendet! Milyen hátránnyal jár az explicit módszer és mennyiben tér el az

implicit módszer?

46) Ismertesse a határréteg tranzíció négy lehetséges okát és mutassa be a tranzíció folyamatát!

47) Ismertesse a Reynolds-átlagolás módszerét, a mezőváltozók felbontását és a Reynolds-

átlagolt Navier-Stokes egyenletet! Írja fel a Reynolds-feszültségtenzor komponenseit!

48) Ismertesse a keveredési úthossz modellt! Hogyan fejezhető ki a turbulens viszkozitás a

keveredési úthossz modell alapján?

49) Milyen rétegekből áll a turbulens határréteg? Mely rétegekben tekinthető állandónak a

csúsztatófeszültség?

50) Vezesse le viszkózus alapréteg és a logaritmikus réteg sebességmegoszlását leíró dimenzió

nélküli profilokat! y+ értéke milyen tartományba esik ezekben a rétegekben?

51) A határréteg egyenlet numerikus megoldása esetében hogyan alkalmazható a keveredési

úthossz modell? Ismertesse az Escudier-korrelációt!

52) Adja meg a hőtranszportot és az anyagátadást leíró transzportegyenletek stacionárius,

turbulens határrétegre alkalmazható alakjait. Definiálja a hőmérsékletvezetési tényezőt, a

Prandtl-számot és a Schmidt-számot!

53) Definiálja az ellenállás tényezőt és a felhajtóerő tényezőt, megadva az erők irányát!

54) Rajzolja fel jellegre helyesen a felhajtóerő tényező és az ellenállás tényező változását

állásszög függvényében! Hol található ezen a diagramon az üzemi pont fel és leszálláskor,

valamint utazósebességnél? Mi a két legfontosabb aerodinamikai követelmény a repülőgépek

szárnyprofiljaival szemben?

55) Mikor célszerű késleltetni a határréteg tranzícióját és milyen módszerekkel érhető el?

Ránézésre hogyan különböztethetők meg a lamináris szárnyprofilok a hagyományos

szárnyprofiloktól?

56) Hogyan késleltethető a határréteg leválása repülőgép szárnyak esetében? Mutasson be három

lehetséges módszert!

57) Miért fontos a közúti járművek homlokfelületének lekerekítése? Mutassa be rajzon az

áramvonalak alakját és az erők irányát!

58) Miért válik le a határréteg a homlokfali lekerekítés után? Hogyan csökkenthető a leválási

buborék mérete?

59) Rajzon szemléltesse az autóbuszok esetében alkalmazható homlok-spoilert és a körülötte

kialakuló áramvonalakat! Mi a megoldás gyakorlati előnye a lekerekítéssel szemben?

60) Jellegre helyesen rajzolja fel, hogyan függ a kúpos testek ellenállása a kúpszögtől! Miből

adódik az erő változása? Hogyan alkalmazható ez a tapasztalat járművek ellenállásának

csökkentésére?

61) Milyen hossz esetében legkisebb egy tengely irányában megfújt henger ellenállás tényezője?

Milyen hatások okozzák az ellenállás csökkenését? Rajzolja fel az áramvonalakat!

62) Rajzolja fel egy szabadsugár áramvonalait és a lassuló szakasz sebességprofilját! Mik a

szabadsugár áramlás fő jellemzői?

63) Hogyan számítható az impulzusáram hengeres szabadsugár és sík szabadsugár esetében?

Hogyan változik a térfogatáram és maximális sebesség a fúvókától mért távolság

függvényében?

64) Ismertesse a Coanda-effektust! Mi okozza? Adjon alkalmazási példát!

65) Rajzolja fel egy oldalbefúvásos kapulégfüggöny szerkezetét és a kialakuló áramvonalakat!

Rajzolja fel az impulzusáramok és a nyomásból származó erő irányát! Milyen kapcsolat

adódik a nyomáskülönbség, a sebesség és a fő méretek között az impulzustétel alapján?

66) Definiálja a légfüggönyök esetében alkalmazott dimenziótlan nyomáskülönbséget, szélességi

paramétert és zárási tényezőt! Hogyan függ a teljes záráshoz tartozó dimenziótlan

nyomáskülönbség a szélességi paramétertől az egyszerű elmélet alapján? Jellegre helyesen

mutassa be, hogyan változik a zárási tényező a dimenziótlan nyomáskülönbség

függvényében!