Vliegtuigvleugels efficiënt ontwerpen
Ontwerpers van vliegtuigvleugels werken tegenwoordig met
computerprogamma's waarmee ze luchtstromingen langs de vleugel kunnen
modelleren. De wiskunde achter deze programma's berust vaak op de
zogenaamde Navier-Stokes simulatie. Die vergt nogal wat van de
computer, met als gevolg lange rekentijden. Edith Coenen presenteert
in haar proefschrift een alternatief voor de Navier-Stokes simulatie.
Vliegtuigvleugels-in-ontwerp kunnen in een windtunnel getest worden,
maar dat is duur en tijdrovend. Het alternatief is de computer die
luchtstromingen simuleert. De Navier-Stokes vergelijkingen, waarop de
berekeningen berusten, werden al anderhalve eeuw geleden geformuleerd,
maar het oplossen van de vergelijkingen blijft moeilijk. Daarvoor is
brute rekenkracht vereist en ook dat kost veel geld. Een andere
bruikbare rekenwijze is de oudere, efficiënte methode van
viskeuze/niet-viskeuze interactie die ook wordt toegepast voor
vloeistofstromingen met lage viscositeit (stroperigheid). De methode
gebruikt een zone-techniek. Het stromingsgebied is opgedeeld in een
zeer dunne laag, vlakbij de vleugel, die viskeus is en een
niet-viskeus buitengebied. De resultaten van deze methode komen voor
twee-dimensionale stromingsproblemen goed overeen met de resultaten
uit de windtunnel, zolang er geen terugstromingen zijn. Een vleugel in
kruisvlucht kan er dus goed mee worden berekend. Bij andere
praktijksituaties, zoals turbulente stromingen bij de achterrand van
de vleugel tijdens het opstijgen of dalen, laat de methode het echter
volledig afweten. Maar daar zijn wel weer aparte interactiemethodes
voor ontwikkeld.
Coenen heeft in haar proefschrift interactiemethoden gecombineerd,
verbeterd en uitgebreid tot drie-dimensies. Om het dan nog interessant
te houden voor de industrie, moeten de rekentijden acceptabel blijven.
Voor het optimaliseren van de berekeningen heeft Coenen een nieuwe
wiskundige theorie ontwikkeld. Terugstromingen van een vleugel onder
een hoek van 45 graden kunnen daarmee correct worden berekend. Coenen
verwacht dat met haar methode vliegtuigvleugels in de toekomst
efficiënter zijn te ontwerpen.
Edith Coenen (Zwolle, 1973) studeerde technische mechanica in
Groningen. Ze verrichtte haar onderzoek bij de afdeling Aerospace
Engineering van de University of Bristol en bij de afdeling Wiskunde
van de RUG. Sinds september werkt ze als consultant bij KPN.
Datum en tijd
vrijdag 12 oktober 2001, 16.00 uur
Promovendus
mw. E.G.M. Coenen, tel. (050)363 39 57, e-mail: edith@math.rug.nl
(werk)
Proefschrift
Viscous-inviscid interaction with the quasi-simultaneous method for 2D
and 3D aerodynamic flow
Promotor
prof.dr. A.E.P. Veldman
Faculteit
wiskunde en natuurwetenschappen
Plaats
Aula Academiegebouw, Broerstaat 5, Groningen
Promotie
Nauwkeurige richtlijn voor diagnose ziekte van Menière