Original title: Řešení dynamické odezvy vodohospodářských konstrukcí v interakci s kapalinou
Translated title: The solution of dynamic response of hydraulic steel structures interacting with fluid
Authors: Feilhauer, Michal ; Králík,, Juraj (referee) ; prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA (referee) ; Salajka, Vlastislav (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2017
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract: [cze] [eng]
Predikce chování vodohospodářských konstrukcí se zřetelem na vlivy prostředí v různých návrhových stavech je základní podmínkou odhadu provozní spolehlivosti analyzované konstrukce. Podstatný význam má spolehlivá charakteristika chování konstrukce daná popisem jejího pohybu na časově proměnných vlivech prostředí. V současně používané formulaci inženýrské mechaniky jde o stanovení odezvy definované konstrukce nebo její části na zadané časově proměnné mechanické zatížení. Požadovanými odezvovými veličinami nutnými pro posouzení mezních stavů únosnosti a použitelnosti konstrukce jsou přemístění a napětí, resp. veličiny odtud odvozené. Základním prostředkem predikce odezvy konstrukce je výpočet. Předložená práce se zabývá komplexními multifyzikálními problémy chování vodohospodářských konstrukcí v interakci s kapalinou (fluid structure interaction). Popisují se různé přístupy k výpočtům statických i dynamických vlastností konstrukcí. Tyto přístupy jsou rozděleny na tzv. „přímou metodu“, která je založená na přímém spojení dvou fyzikálních polí a výpočet je proveden metodou konečných prvků a tzv. „nepřímou metodu“, která je založená na spojení dvou fyzikálních polí pomocí různých rozhraní, která jsou v této práci popsána. Při nepřímé metodě je výpočet proudící kapaliny proveden metodou konečných objemů a výpočet konstrukce metodou konečných prvků. V rámci disertační práce byly řešeny výše zmíněnými přístupy statické a dynamické odezvy vodohospodářských konstrukcí. Výsledky výpočtů v rámci předložené disertační práce byly srovnány s výsledky provedených experimentů. V závěru práce jsou popsány výsledky a zobecněné poznatky získané z řešených úloh různými přístupy. V příloze jsou uvedena makra APDL pro přenos tlakového zatížení z výpočtu proudění kapalin do výpočtu konstrukce. Behaviour prediction of hydraulic steel structures with the view to surrounding influences in various design dispositions is a fundamental condition for operational reliability assessment of the analyzed construction. Reliable characteristics of construction behaviour defined by the specification of its movement within changes caused by time and environmental influences is of great importance. In currently used engineering mechanics formulation it concerns setting the response of the defined construction or its part to the given time variable mechanic load. Required response values, which are necessary for evaluation terminal dispositions of capacity and usability of the construction, are trans-location and tension, or values thence derived. Calculation is basic means for response prediction of construction. The thesis presented deals with complex multi-physical behaviour problems of water supply constructions in fluid structure interaction. There are presented various approaches to calculations of static and dynamic qualities of constructions. These approaches are divided into so called “direct method”, which is based on direct connection between two physical fields and the calculation is performed by the method of final elements, and so called “indirect method” , which is based on connection of two physical fields by means of various interfaces, which are described in this thesis. In case of indirect method, the calculation of running liquid is performed by the method of final volumes and the construction calculation is performed by the method of final elements. Within the scope of this thesis, static and dynamic responses of water supply constructions have been solved with the use of the above mentioned approaches. The results of the calculations in the scope of this thesis have been compared with the findings of performed experiments. The final part of the thesis describes the results and generalized findings gathered from the tasks by various approaches.
Keywords: ANSYS; CFD; FEM; fluid structure interaction; guide vane; hydraulic steel structures; one way FSI; two way FSI; water turbine; ANSYS; CFD; dvoucestná FSI; fluid structure interaction; jednocestná FSI; MKP; rozváděcí lopatka; vodní turbína; vodohospodářské konstrukce

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/69142

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-355595


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses