Alignment System Design for CICLoPE

Abstract

Today there is no way of measuring or simulating turbulent flow in high Reynolds number environments. The computational power required to simulate these conditions is not expected to be available for several decades so instead the CICLoPE project aims at solving this shortage by the construction of a long carbon fiber wind tunnel in which real measurements can be made. To do accurate measurements it is of importance that the wind tunnel, 0.9 meters in diameter and 110 meters long, is as straight as possible. This master thesis treat the design and construction of a device which may be used to align the tunnel along a reference laser beam. A design is presented which allows the pipe to be aligned within about a quarter of a millimeter along its entire length. Contents span over several science fields such as physics, mechanics, control theory and electronics. The result is a theoretically correct design. Further a first version of a device has been manufactured which is not a finished product but rather a foundation upon which more functionality can be built.Idag finns inget sätt att mäta eller simulera turbulent flöde i system där Reynolds tal är högt. Datorkraften som krävs för att simulera dessa omständigheter förväntas inte finnas tillgänglig på flera decennium. I CICLoPE-projektet ämnar man istället fylla denna brist genom att, i kolfiber, bygga en lång vindtunnel i vilken mätningar sedan kan göras. För att kunna göra dessa mätningar är det av vikt att tunneln, 0,9 meter i diameter och 110 meter lång, är så rak som möjligt. Detta examensarbete behandlar konstruktion och tillverkning av en anordning som kan användas för att räta tunnelröret. Detta genom att använda sig av en laserstråle som referens i dess centrum. En konstruktion presenteras som kan positionera röret inom omkring en kvarts millimeter längs hela dess längd. Rapportens innehåll spänner över flera vetenskapliga fält som fysik, mekanik, reglerteknik och elektronik. Resultatet är en teoretiskt korrekt konstruktion. En första version har också tillverkats vilken inte ska betraktas som färdig utan som en grund till vilken ytterligare funktion kan utvecklas