การออกแบบอุโมงค์ลมความเร็วเสียงโดยใช้ระบบเป่าไล่ลม

บทคัดย่อ

โครงงานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างอุโมงค์ลมสำหรับศึกษาการไหลของอากาศที่ความเร็ว เสี ย ง (Mach 1) และความเร็ ว เหนื อ เสี ย งต่ำ โดยใช้ อุ โ มงค์ ล มชนิ ด Blowdown ร่ ว มกั บ หั ว ฉี ด แบบ Converging-Diverging (CD Nozzle) ซึ่งออกแบบตามหลักของการไหลแบบไม่เปลี่ยนเอนโทรปี (Isentropic Flow) การจำลองการไหลภายในระบบทั้งหมดดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์ ANSYS Workbench ผ่านโมดูล Fluent เพื่อศึกษาพฤติกรรมการไหลเชิงอากาศพลศาสตร์ เช่น การเกิดคลื่นกระแทก การไหลแยก และการ กระจายตัวของ Mach number ภายในห้องทดสอบ การออกแบบหัวฉีดดำเนินการโดยใช้สมการ A/A* เพื่อควบคุมให้เกิดความเร็ว Mach = 1 ที่ตำแหน่ง throat และทำให้เกิดความเร็วเหนือเสียงในบริเวณ downstream การจำลอง CFD ช่วยให้สามารถสังเกต ปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในสภาวะที่ไม่สามารถวัดได้โดยตรง การทดลองจริงประกอบด้วยการบันทึกภาพ การไหลโดยใช้กล้องความเร็วสูง และการประเมินความสม่ำเสมอของการไหลด้วยการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ ผลที่ได้จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่าอุโมงค์ลมที่ออกแบบสามารถสร้างสภาวะการไหลความเร็วเสียง และเหนือเสียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถใช้เป็นต้นแบบสำหรับการศึกษาทางด้านอากาศพลศาสตร์ เชิงลึก รวมถึงพัฒนาเป็นระบบทดสอบที่สามารถประยุกต์ใช้ในการเรียนการสอนและการวิจัย ด้านวิศวกรรม การบินและอวกาศต่อไปในอนาคต

Abstract

This project presents the design and construction of a wind tunnel aimed at investigating airflows at sonic (Mach 1) and low supersonic speeds using a blowdown-type wind tunnel configuration. A converging-diverging (CD) nozzle was designed based on the principles of isentropic compressible flow to achieve Mach 1 at the throat and accelerate the flow to supersonic speeds downstream. The internal flow behavior was simulated using ANSYS Workbench (Fluent module) to analyze aerodynamic phenomena such as shock waves, flow separation, and Mach number distribution within the test section. The nozzle geometry was determined using area ratio equations (A/A*) to ensure accurate control of flow characteristics. CFD simulations allowed detailed observations of flow features that are otherwise difficult to measure experimentally. Physical experiments were conducted using high-speed cameras to capture flow behavior and to qualitatively evaluate the flow field. The results demonstrated that the designed wind tunnel effectively achieved sonic and supersonic conditions and served as a valuable tool for aerodynamic studies. The system also shows potential as a practical and scalable model for future academic research and educational purposes in aerospace engineering.

อ้างอิงผลงานนี้ / Cite this

รหัสโปรเจค

AE-2568-009

ชื่อเรื่อง

การออกแบบอุโมงค์ลมความเร็วเสียงโดยใช้ระบบเป่าไล่ลม / Design of sonic flow wind tunnel using blowdown facility

ผู้จัดทำ

ธนกร ศรีจอหอ, ธวัชชัย ช่วยนิมิตร, ภัทรมน วัฒนธรรม

อาจารย์ที่ปรึกษา

ผศ.ดร.ธาเนตร แสงสว่างมาตุ้ม

ปีการศึกษา

2568 (C.E. 2025)

หน่วยงาน

ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและการบิน-อวกาศ (MAE) มจพ.

URL

https://maeconnect.eng.kmutnb.ac.th/projects/cmoi2qa4u0020xtyrabwpflun