Laboratory exercise - Compressible flow, oblique shock waves

• Main Authors: Svedholm, Matheus, Gessl, Josefine
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI) 2020
• Subjects: Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-276595

When studying to become an engineer the education is mainly theoretical and to confirm the theory laboratory exercises are incorporated in the curriculum. Being able to visualize the phenomenons studied helps in giving the students a deeper understanding. The purpose of this report is to aid the department of fluid mechanics at KTH in designing an experiment to help the students understand the theory of oblique shock waves. The project is divided in two parts. Part one the design of the wedge and base plate and part two the creation of the actual experiment and lab PM. The design of the wedge is quite simple. It is a sharp wedge with two angles measured from the horizontal plane, 8° at the top and 4° at the bottom, this is so that two measurements can be made per experiment. Writing the PM and the design of the exercise is the main part of this project. The result is a laboratory exercise where the students compare the flow around a wedge in a shock tube for three different Mach numbers, subsonic, transonic and supersonic. Using shadowgraph optics and a high speed camera the image of the shock is captured. The different regimes are then discussed and compared with the help of theoretical calculations and the measured values.   === Inom ingenjörsutbildningar är utbildningen huvudsakligen teoretisk och för att bekräfta teorin integreras laborationer i läroplanen. Möjligheten att visualisera de studerade fenomenen hjälper studenterna att få en djupare förståelse. Syftet med denna rapport är att hjälpa den strömningsmekaniska avdelningen på KTH att ta fram ett experiment som hjälper studenterna att förstå teorin om sneda stötvågor. Projektet är uppdelat i två delar. Del ett, design av kilen och fästet och del två framtagningen av själva experimentet och lab PMet. Kilens design är ganska simpel. Det är en vass kil med två vinklar mätta från horisontalplanet , 8° på ovansidan och 4° på undersidan, detta så att man kan göra två mätningar per experiment. Utformandet av laborationen och labpeket är huvuddelen av detta projekt. Resultatet är en laboration där studenterna jämför flödet runt en kil i ett stötrör för tre olika machtal, subsoniskt, transoniskt och supersoniskt. Med hjälp av en höghastighetskamera och shadowgraph optik kan stötvågen fångas på bild. De olika scenarierna diskuteras och jämförs med hjälp av teoretiska beräkningar och de uppmätta värdena.