|
|
Modifikace Navier-Stokesových rovnic za předpokladu kvazipotenciálního proudění
Navrátil, Dušan ; Pochylý, František (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá Navier-Stokesovými rovnicemi v křivočarých souřadnicích a jejich následném řešení pro kvazipotenciální proudění. Důraz je kladen na detailní popis křivočarého prostoru a jeho vyjádření pomocí Bézierových křivek, Bézierových ploch a Bézierových těles. Dále jsou zavedeny základní pojmy z teorie hydromechaniky, včetně potenciálního a kvazipotenciálního proudění. V práci je odvození Cauchyho rovnic, jako důsledek zákona zachování hybnosti a odvození rovnice kontinuity, jako důsledek zákona zachování hmotnosti. Navier-Stokesovy rovnice jsou poté odvozeny z Cauchyho rovnic uvažováním Cauchyho tenzoru napětí Newtonské stlačitelné kapaliny. Následná transformace do křivočarých souřadnic je provedena pomocí diferenciálních operátorů v křivočarých souřadnicích a využitím vektoru křivosti prostorové křivky. V závěrečné části práce je využití teoretických poznatků z předchozích kapitol při řešení okrajové úlohy kvazipotenciálního proudění, která je řešena pomocí metody konečných diferencí v prostředí Matlab.
|
|
|
Destratifikace vodních nádrží
Sluše, Jan ; Kozubková, Milada (oponent) ; Šulc, Jan (oponent) ; Pochylý, František (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na návrh nového zařízení pro aeraci vodních ploch s nízkou hloubkou vodní masy. Aerace se řadí mezi ekologické preventivní metody pro omezení růstu sinic. Zvýšení rozpuštěného kyslíku ve vodní mase má za následek podporu růstu organismů, které jsou znevýhodněné nemožností pohybu ve vodní mase, a tím i k podpoře biodiverzity. Nastolená biodiverzita má pozitivní vliv na kvalitu vody, kdy nedochází k přemnožení jednoho druhu organismu, zvláště pak sinic. Navržené aerační zařízení využívá k transportu kyslíku do vody membránu tvořenou dutými vlákny. Při aeraci dochází k rozpouštění vzduchu přímo na povrchu membrány a nedochází tak k úniku vzduchu ve formě bublin. Tento způsob aerace má nízké provozní náklady a vysokou účinnost vnosu kyslíku do vody. Distribuce ve vodním díle je zajištěna speciální loďkou. Tato loďka se pohybuje po vodní hladině a na své svrchní palubě má umístěnou technologii. Aerace se provádí skrz aerační modul umístěný ve vodě. Pohyb loďky je řešen částečně autonomním řízením.
|
|
|
Mechanické vlastnosti buněčných membrán
Pírková, Marcela ; Pochylý, František (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Bakalářská práce je rešeršního charakteru zaměřená na analýzu mechanických vlastností buněčných membrán. Hlavním cílem je nalézt metody, které povedou k narušení struktury membrán a to následně způsobí selekci nežádoucích mikroorganismů vyskytujících se ve vodním prostředí. Navíc práce blíže seznamuje s mikroorganismy žijících ve vodách České republiky, dosavadních využitelných metodách čištění vod a dále o specifických vlastnostech membrán vybraných mikroorganismů. V experimentální části je uveden pokus hydrodynamické kavitace, celý děj probíhal na biomase sinic.
|
|
| |
|
|
Výpočtová analýza dynamických vlastností hydrodynamických kluzných ložisek
Rak, Vladimír ; Kamenický, Ján (oponent) ; Pochylý, František (oponent) ; Zapoměl, Jaroslav (oponent) ; Malenovský, Eduard (vedoucí práce)
Práce se zabývá výpočtovým modelováním statické a dynamické analýzy hydrodynamických kluzných ložisek, analýzy stability proudění tekutinového filmu a analýzy odezvy rotorových soustav. Na školicím pracovišti byl vyvinut nový teoretický přístup k modelování statického a dynamického chování tuhého rotujícího tělesa v tekutině při vzájemné interakci. Přístup je založen na aplikaci Navier-Stokesovy pohybové rovnice, rovnice kontinuity a předepsaných vhodných okrajových podmínkách. Pomocí vhodných transformačních vztahů lze od sebe oddělit a samostatně řešit pohyb tělesa a tekutiny a zároveň je možné separovat stacionární a nestacionární řešení tekutinové vrstvy. K analýze chování tekutiny je použita metoda kontrolních objemů. Pro popis geometrické konfigurace jsou využita racionální Bézierova tělesa, tato tělesa jsou zároveň využita také k aproximaci rychlostní a tlakové funkce. Vzhledem k tomu, že se změnou polohy středu hřídele je vždy prováděno i nové generování sítě, jedná se o kombinovanou ALE (Arbitrary Lagrange-Euler) metodu. Přídavné účinky od tekutiny, působící na hřídelový čep rotorové soustavy (v případě kluzného ložiska se jedná o tenzory přídavné hmotnosti, přídavné tuhosti a přídavného tlumení, které se řeší v rámci dynamické analýzy tekutinového filmu), jsou v případě aplikace nového přístupu k analýze funkcí pouze jediného parametru – polohy středu hřídele. Zde je veliká výhoda oproti klasickému přístupu, založenému na aplikaci Reynoldsovy rovnice, kdy je nutno řešit vázanou úlohu. Autor analyzoval modely dlouhých i krátkých hydrodynamických kluzných ložisek o různé geometrii, jmenovitě se jednalo o válcová a eliptická ložiska. V řešení byla uvažována nestlačitelná i stlačitelná tekutinová výplň radiální mezery kluzného ložiska. Výsledky analýz tekutinové vrstvy kluzného ložiska byly poté zahrnuty do pohybové rovnice modelové rotorové soustavy se dvěma stupni volnosti, uložené na svých koncích ve dvou kluzných ložiskách (Jeffcottův rotor). V dalším kroku autor modeloval a řešil odezvu rotorové soustavy na vynucené stálené kmitání vybuzené nevývahou rotujících hmot.
|
|
|
Umělé srdce na principu plynových akumulátorů
Kunický, Ondřej ; Fialová, Simona (oponent) ; Pochylý, František (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem umělého srdce na principu plynových akumulátorů. Úvodní část popisuje anatomii a fyziologii kardiovaskulárního systému u člověka, mechanické srdeční náhrady a základní vlastnosti pneumatických mechanismů. Dále je v práci uveden postup návrhu pneumatického obvodu a jeho simulace v programu Simulink. Experimentální část obsahuje ověření funkčnosti pneumatického obvodu, navrženého objemového čerpadla a naměřené charakteristiky obou pracovních komor. V poslední části práce jsou uvedeny možnosti zmenšení rozměrů a hmotnosti celého mechanismu. Součástí je i výpočtové modelování pneumatického obvodu s použitím hélia jako pracovního média.
|
|
|
Proudění umělou srdeční chlopní
Šedivý, Dominik ; Pochylý, František (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Práce se zabývá problematikou proudění v umělých srdečních chlopních. V práci je zaznamenán historický vývoj mechanických chlopní a jejich základní parametry. Dále obsahuje stručnou rešerši na modul Dynamická síť, který je obsažený v programu ANSYS Fluent. V rámci diplomové práce byl vykonaný experiment na skutečné mechanické srdeční chlopni a výsledky experimentu byly porovnány s fyziologickými hodnotami. Součástí je tvorba 3D modelu skutečné náhrady chlopně. Model byl následně použit k výpočetní simulaci proudění pomocí Dynamické sítě v programu ANSYS Fluent. Na závěr jsou výsledky experimentální části a numerického výpočtu použity k možným návrhům, které by mohly vést ke zlepšení funkce chlopně.
|
|
|
Tlumení tlakových pulsací v pružných potrubích
Panko, Martin ; Pochylý, František (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá numerickým modelováním tlakových pulsací v pružných potrubích. V práci je odvozena rovnice kontinuity tekutiny v pružné trubici s uvažováním tlumení v materiálu trubice. Reologický model trubice odpovídá Voigtovu (Kelvinovu) modelu. K řešení dynamických jevů v časovém prostoru jsou použity numerické metody pro řešení proudění stlačitelné tekutiny: FTCS, Lax-Friedrichs a Lax-Wendroff. Numerické výsledky jsou v závěru konfrontovány s experimentem. Při modelování experimentu byla uvažována rychlost zvuku v kapalině jako funkce tlaku. Tato práce pokládá dílčí základy k zjišťování materiálových konstant popisujících dynamické vlastnosti pružných trubic z měření tlakových pulsací.
|
|
|
Studium proudění na rozhraní nemísitelných kapalin
Lunda, Filip ; Pochylý, František (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem proudění dvou nemísitelných kapalin v horizontálním potrubí. První část diplomové práce teoreticky popisuje nemísitelné proudění. Následuje experimentální měření, pro které byla upravena zkušební trať pro nátok oleje shora. Za kapaliny byly vybrány voda a olej z kukuřičných klíčků. Na trati bylo pozorováno několik typů režimu toku. Následně bylo popsáno a provedeno PIV měření na zkušební trati, kde se zjišťovaly velikosti vektorů rychlostí. V poslední části práce proběhla simulace jednoho vybraného režimu v programu Ansys Fluent, kdy bylo využito VOF metody. Tento režim se simuloval jak ve 3D, tak ve 2D potrubí. Zjištěné výsledky se porovnaly s experimentálním měřením a kriticky zhodnotily.
|
|
|
Tančící kapalina - vlastní tvary kmitu kapalin
Urban, Ondřej ; Pochylý, František (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá jevy spojenými s vertikálně kmitající vrstvou kapaliny, především Faradayovými vlnami a atomizací. Hlouběji se věnuje rozboru lineárního matematického modelu pro vertikálně oscilující ideální kapalinu od Benjamina a Ursella z roku 1954. Také uvádí, kde se s těmito a dalšími jevy spojenými s kmitáním tekutin setkáváme v praxi. Dále jsou zde uvedeny výsledky experimentů, jejichž cílem bylo s využitím lineárního modelu najít některé vlastní tvary a také zdokumentovat některé jejich vlastnosti. Poslední část je zaměřena na návrh experimentálního zařízení, které má sloužit pro vizualizaci vlastních tvarů kmitu kapalin.
|
host ::
RSS.