Pengajian ini memberi tumpuan kepada reka bentuk, pembinaan dan pengukuran kemudahan eksperimen pemerangkapan vortex yang terdiri daripada sistem pemutaran cakera, sistem pengukuran gangguan optik dan sistem pengukuran ciri-ciri aerodinamik. Tujuan kajian ini adalah untuk menyiasat prestasi kemudahan eksperimen yang berkenaan dengan gangguan optik yang dicetuskan oleh mekanisme berputar dan prestasi aerodinamik cakera yang berputar. Reka bentuk mekanikal eksperimen disahkan melalui analisis struktur dengan perisian ANSYS dan formula tekanan sebelum memulai fabrikasi untuk memastikan bahawa kemudahan eksperimen mampu menahan tekanan pada kemudahan eksperimen. Data pengukuran analisis gangguan optik turun naik disebabkan oleh gangguan sekitar dengan itu nilai purata data diperolehi. Amplitud riak pada permukaan air didapati bahawa ia akan meningkat dengan peningkatan kelajuan putaran mekanisme berputar dan penyusutan kedalaman air dalam bekas air. Lengkung rintangan cakera menunjukkan trend menurun cengkung dengan parameter kekerapan putaran dan ia memuncak pada frekuensi putaran 0.333 Hz. Rintangan yang bersudut 0o didapati 62% tinggi daripada rintangan yang bersudut 30o. Kajian ini boleh dipertingkatkan dengan pelaksanaan penapisan Kalman untuk mengurangkan gangguan latar belakang data pengukuran analisis gangguan optik. Di samping itu , kajian ini dapat diteruskan dengan analisis prestasi aerodinamik pada geometri baru dengan pelbagai reka bentuk.
_______________________________________________________________________________________________________
This research focuses on the design, construction and measurement of vortex-trapping experimental facilities that comprises of rotating-disk, optical distortion measurement and aerodynamic characteristic measurement systems. The intention of this study is to build a vortex-trapping experimental facility and investigate the performance of it with respect to optical distortion induced by rotating mechanism and aerodynamic performance of a spinning disk with geometry. The design of mechanical experimental setup is validated through structural analysis via ANSYS software and stress formula before fabrication to ensure that the experimental setup is capable of sustaining the stress subjected on it without experiencing failure. The measurement data of optical distortion analysis fluctuates due to ambient noise and thus the average value of data is obtained. The amplitude of ripple on surface of water increases with the increment of the rotational speed of rotating mechanism and decrement of water depth in the container in terms of optical distortion measurement. Moreover, the drag curve of the spinning disk with geometry exhibited a concave downward trend with rotational frequency, and it peaked at rotational frequency of 0.333 Hz. The overall drag of 00 angle geometry is found to be 62% higher than that of the 300 angle geometry. This research can be further improved with the implementation of Kalman filter to reduce the background noise of measurement data of optical distortion analysis. In addition, the research can be continued with the aerodynamic performance analysis on new geometry with various design.
Design, construction and measurement of vortex-trapping experimental facilities / Wong Wei Cong