Název: Optimalizace difuzoru vodní turbíny s využitím adjoint řešiče
Překlad názvu: Hydraulic turbine diffuser optimization using adjoint solver
Autoři: Pham, Jakub ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok: 2024
Jazyk: eng
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstrakt: [eng] [cze]
Tato práce se zabývá tvarovou optimalizací difuzoru vírového generátoru, který napodobuje oběžné kolo Francisovy turbíny. Optimalizace je založena na použití adjoint řešiče v programu ANSYS Fluent. Hlavním cílem bylo potlačení vírového copu v mimooptimálních režimech. Byla vytvořena metodika iterativní optimalizace pro adjungovaný řešič. Cílová funkce pro adjungovaný řešič byla zvolena s cílem minimalizovat moment hybnosti proudění kolem osy difuzoru. Byl představen a analyzován nový návrh difuzoru. Poté bylo provedeno srovnání chování vírového copu a proudového pole uvnitř nového a starého návrhu difuzoru. Bylo zjištěno, že optimalizace tvaru nevedla k žádnému významnému zlepšení chování vírového copu, přičemž energie vírového copu se pouze přenesla dále od náboje vírového generátoru. V závěru této práce byla formulována doporučení pro budoucí metody zmírnění vírového copu. This work deals with the shape optimization of the draft tube of a swirl generator that mimics the runner of a Francis turbine. The optimization is based on the use of the adjoint solver in ANSYS Fluent. The primary objective was to suppress the vortex rope in off-design regimes. An iterative optimization methodology for the adjoint solver was established. The objective function for the adjoint solver was selected with the goal of minimizing swirl around the diffuser axis. A new diffuser design was presented and analyzed, after which a comparison was made between vortex rope behaviour and flow field characteristics inside the new and old diffuser designs. It was found that shape optimization had not resulted in any significant improvement in vortex rope behaviour, with the energy of the vortex rope being only transferred further away from the hub of the swirl generator. Recommendations for future methods of vortex rope mitigation were made at the conclusion of this work.
Klíčová slova: adjoint method; CFD; diffuser; draft tube; shape optimization; vortex rope; adjoint metoda; CFD; difuzor; savka; tvarová optimalizace; vírový cop

Instituce: Vysoké učení technické v Brně (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT.
Původní záznam: https://hdl.handle.net/11012/248162

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-617105


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Vysoké učení technické v Brně
Vysokoškolské kvalifikační práce > Diplomové práce