Drag force and frictional resistances in vertically vibrated dense granular media

The objective of this thesis is to shed light on the vertical vibration of granular materials for potential interest in the power generation industry. The main focus is investigating the drag force and frictional resistance that influence the movement of a granular material (in the form of glass beads) contained in a vessel, which is subjected to sinusoidal oscillation. The thesis is divided into three parts: theoretical analysis, experiments and computer simulations. The theoretical part of this study presents the underlying physical phenomena of the vibration of granular materials. Experiments are designed to determine fundamental parameters that contribute to the behavior of vibrating granular media. Numerical simulations include the use of three different software applications: FLUENT, LS-DYNA and ANSYS Workbench. The goal of these simulations is to test theoretical and semiempirical models for granular materials in order to validate their compatibility with the experimental findings, to assist in predicting their behavior, and to estimate quantities that are hard to measure in laboratory.

Deltasiipi ja etusiivet -yhdistelmän hyödyt

Deltasiipi ja etusiivet -yhdistelmä esiintyy useassa modernissa hävittäjässä: Eurofighter Typhoon, Saab JAS39 Gripen ja Dassault Rafale. Tässä kandidaatintutkielmassa selvitetään, mitä hyötyä kyseisestä yhdistelmästä on hävittäjälentokoneessa. Positiivisia vaikutuksia suorituskykyyn tarkastellaan nostovoiman, vastuksen ja liikehtimiskyvyn näkökulmista. Liikehtimiskykyä tarkasteltaessa perehdytään vakavuuteen, ohjaukseen, sakkaukseen ja kaartokykyyn. Tutkielmassa käsitellään aerodynamiikkaa, jonka ymmärtäminen on keskeistä hävittäjän suorituskykyä arvioitaessa. Tutkielman tarkoituksena on tuottaa hyödyllis-tä tietoa deltasiipi ja etusiivet -yhdistelmän eduista. Tutkimusmenetelmänä on kirjallisuuskatsaus. Tutkielmassa todettiin, että sekä deltasiivellä että etusiivillä on useita suorituskyvyn kannalta positiivisia vaikutuksia. Deltasiipi on myös rakenteena kevyt ja kestävä, mikä paran-taa kaarto-ominaisuuksia. Lisäksi se soveltuu erityisen hyvin lähisooniselle nopeusalueelle. Etusiipi itsessään vähentää selvästi vastusta pienillä kohtauskulmilla. Deltasiiven ja etusiipien todettiin sopivan hyvin yhteen. Vaikka etusiivet eivät suoranaisesti lisää koneen nostovoimakertoimen maksimiarvoa, mahdollistavat etusiivet deltasiiven optimaalisen suunnittelun ja nostovoima-vastus-suhteen kannalta tehokkaan koneen painopisteen aseman. Lisäksi etusiivet parantavat deltasiipisen hävittäjän ohjattavuutta – myös deltasiipirakenteelle tyypillisillä suurilla kohtauskulmilla.