Läs mer

Aerodynamik

FOI bedriver idag en tillämpad och forskningsnära aerodynamisk verksamhet huvudsakligen inriktad mot bemannade och obemannade militära flygande farkoster, vilket även inkluderar vapen och robotar. Syftet är att utveckla förmågan att bedöma och värdera flygande koncept avseende grundläggande prestanda, stabilitet, vapenintegration, vapenseparation, integrering av framdrivning inklusive utformning av luftintag mm, samt producera aerodata för simuleringsmodeller och bulleranalyser.

 

Forskningen är huvudsakligen inriktad mot simulering med CFD-metoder (Computational Fluid Mechanics) av instationära strömningsfenomen, strömningsstyrning samt aerodynamisk design och formoptimering.

 

CFD (Computational Fluid Dynamic) är en gren av fluidmekaniken där numeriska metoder används för att analysera strömningsproblem. Den grundläggande matematiska modellen som CFD vilar på är Navier-Stokes ekvationer som är ett system av partiella differentialekvationer som primärt beskriver det tids- och rumsberoende hastighetsfältet i en fluid. Ekvationerna är olinjära och måste lösas numeriskt. FOI utvecklar egen CFD-programvara, strömningskoden M-Edge, för att lösa de kompressibla Navier-Stokes ekvationerna på beräkningsnät med en så kallad finit volymsteknik.

 

De aerodynamiska studierna utgår normalt från att flygplanets geometri är oförändrad under flygning. Då ingående strukturmaterial inte är stela utan elastiska så leder flygning till att de laster som flygplanet utsätts för deformerar ingående strukturdelar, t.ex. vingarna, avsevärt. Detta leder i sin tur till nya laster på planet vilket leder till en ny deformation och så vidare till jämvikt uppstår eller i vissa fall kraftiga vibrationer i form av fladder uppstår. Inom aeroelasticitet utvecklas modeller och beräkningsverktyg för att kunna hantera dessa problem, vilka blir allt viktigare då många flygagande farkoster blir allt slankare. Att planets styrytor som roder deformeras kopplar även till den flygmekaniska forskningen med tillämpningar på flygplanets reglersystem.