法國南特IFSTTAR參訪心得
遠赴布吉納法索 專業傳授的外交使命
名古屋大學交換留學記
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在大三上學期末,和其他四位同學一起加入了楊馥菱老師的風洞搭建團隊。在寒假進行了第一次會議,這個風洞主要是為了大三下學期的「機械工程實務」所製作:主要目的是測試投影面積不超出A4紙大小的氣動車,速度大約1m/s。首先對風洞有初步了解後,利用NASA提供的軟體設計風洞,決定入口的漸縮段、測試段以及漸擴段的尺寸。我們五人分成三個小組,鈺昇和孟豪負責風扇,偉盛和書醇負責整體流道的製作,而我是負責整流段的設計。
從設計開始 整流段包含將風扇吸進來的風拉直的蜂巢,以及減少turbulance的紗網。參考了許多相關論文後,發現光是整流段就是很大一門學問。不管是蜂巢的大小、長度,或是紗網網眼大小、放置間隔距離等,都有一套設計標準。因此我根據目標風速以及我們風洞的尺寸進行設計:最前端放置蜂巢,隔一段距離後放置兩片紗網,而蜂巢是將吸管裁成10公分的長度再黏成蜂巢狀。 蜂巢的尺寸是1.5m × 1.5m,要用直徑3mm的吸管填滿的話,需要上萬根的吸管。若要將所有吸管黏起來,工程過於浩大。這時剛好一位在業界工作已久的前輩馮建中學長來幫我們檢查風扇,便向他尋求建議,是否能夠簡化整流段的製作流程。前輩馬上想到替代方案:先將一片紗網固定到壓克力邊框上,再將吸管全部放入,最後封上第二片紗網,也就是長得像夾心餅乾的整流段。
大家一起動工 有了新的製作方案,我們馬上開始動工。五個人加上老師一起固定第一片紗網,之後就是製作大量的吸管蜂巢:使用兩台裁紙機裁切吸管,再用餅乾盒作輔助,用膠帶把吸管黏在一起,做成一個一個蜂巢小單位,最後再塞滿小單位之間的空隙。最後動員所有專題夥伴、學長姊、助教們,還有服務學習的同學、學弟們,終於將「夾心餅乾」用上萬根吸管填滿,完成整流段的製作。
除了自製蜂巢板之外,我也做了壓克力的加工與黏接。我們設計的風洞各段是以法蘭(flange)連接,我負責整流段、漸縮段的法蘭加工製作:在條狀板材上鑽孔,再用壓克力膠黏在各段出入口的側邊。鑽孔是使用張鈞棣老師在舊數學館三樓加工室的鑽床,老師非常注重安全,我在加工時也不敢大意,全神貫注的鑽孔。至於使用壓克力膠黏貼時,因為壓克力膠很快就乾了,於是非常需要團隊合作,並且要放置24小時以上才牢固。
寶貴經驗做中學 不過這時才發現我們選擇的10mm厚壓克力板太重,導致漸縮段因重力而變形,法蘭無法完全貼合在開口上。最後另外安裝木板在漸縮段下方支撐,再以鋁擠型製作架子固定,才將兩段順利接合在一起。因實作經驗不足選擇了較麻煩的材料,卻也上到了一課,得到了非常寶貴的經驗。
儘管成果有些不完美,儘管過程跌跌撞撞,最後還是一同完成了這個三公尺長的風洞。看到同學們使用風洞進行實驗,非常的有成就感。楊老師很放心的讓我們自己研究、設計、與廠商溝通、製作,在摸索的過程中也成長了很多,非常感謝老師以及系上能夠讓我有機會能進行這麼大型的實驗器材製作,是一個珍貴且難忘的經驗。
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National Taiwan University Department of Mechanical Engineering