|
|
Complex analysis of the performance of a U-type distribution system
Sýs, Tomáš ; Strouhal, Jiří (referee) ; Babička Fialová, Dominika (advisor)
Fluid flow maldistribution plays a key role in equipment used in process and energy industries, although its evaluation is often underestimated or fully neglected. Uneven flow distribution may cause thermal or mechanical load on the tube bundle, and in extreme scenarios, it can also have an adverse effect on the process efficiency. This thesis aims to find the optimal computational tools for flow distribution prediction suitable for the initial stage of the equipment design process and to identify suitable settings of these tools for their subsequent industrial deployment. The results of simplified analytical models, detailed numerical simulations, and experimental measurements were compared for the dividing header and the U-type distribution system. It was found that the results provided by simplified mathematical models, the solution of which is also significantly less time-consuming compared to detailed CFD simulations, best correspond to the measured experimental values in all modeled configurations. For arrangements with higher lateral resistance coefficient, both computational approaches provide approximately equally accurate results. However, for arrangements with lower lateral resistance coefficient, the deviation of the results obtained by CFD calculations from the experimental data is significantly larger.
|
|
|
Prediction and experimental evaluation of the performance of a Z-type distribution system
Polcsák, Jakub ; Rebej, Miroslav (referee) ; Babička Fialová, Dominika (advisor)
The purpose of this work was to find a suitable calculation method for predicting the function of distribution systems in the design calculations of process and energy equipment. In particular, it aimed at describing the distribution of the working fluid flow in a dividing distribution system and a combined Z-type distribution system (with nozzles located parallel to opposite sides of the system). Analytical and CFD calculation tools validated by data from the performed physical experiments were used in this work. In the CFD method, the prediction of the dividing flow was performed for full 3D and simplified 2D geometry of Z-type distribution systems. The carried-out analyzes show that the prediction of the distribution system function obtained by both analytical and numerical approaches is accurate enough. The relative difference between the experimental and computational relative standard deviations did not exceed 9 %. The main disadvantage of 3D CFD analysis, especially concerning the purpose of the intended application, i.e., the inclusion of a distribution model in a complex modeling system for the initial design of heat transfer equipment, was the extremely long computational time. Analytical models appear to be a reasonable compromise between the accuracy of the flow distribution prediction and the computational times.
|
|
|
Computational modelling of the layered piezoelectric composites and analysis of their electro-mechanical response upon harmonic vibrations
Machů, Zdeněk ; Profant, Tomáš (referee) ; Ševeček, Oldřich (advisor)
V současnosti je velmi aktuálním tématem generování elektrické energie z alternativních zdrojů, zejména z vibrací. Zařízení, která přeměňují mechanickou energii na elektrickou, využívají často ke své činnosti piezoelektrický jev. Pro optimální nastavení takového elektromechanického měniče pro danou aplikaci je třeba mít k dispozici výpočtový model, který bude schopný postihnout všechny klíčové aspekty jeho provozu. Tato práce se tedy zabývá vytvořením takovéhoto nástroje, který je schopen komplexně popsat elektromechanickou odezvu studovaného piezoelektrického měniče energie v podobě vetknutého, vícevrstvého keramického nosníku s piezoelektrickými vrstvami. Uvažovaná vícevrstvá konstrukce je během své činnosti vystavena kinematickému buzení a je rovněž zatížena tepelnou zbytkovou napjatostí vznikající při její výrobě. Vytvořený výpočtový model využívá klasickou laminátovou teorii k určení statické elektromechanické odezvy dané konstrukce. Elektromechanická odezva při kmitání uvažované konstrukce v ustáleném stavu je získána s využitím Hamiltonova variačního principu a teorie kmitání prutů. Vytvořený výpočtový model je dále schopen odhadnout zdánlivou lomovou houževnatost dané vícevrstvé konstrukce pomocí metody váhových funkcí. Výstupy vytvořeného výpočtového modelu jsou ověřeny s využitím numerických simulací na bázi MKP a dostupných experimentálních výsledků. V diplomové práci je následně vytvořený výpočtový model aplikován při hledání optimálního rozložení jednotlivých vrstev konkrétního vícevrstvého nosníku s cílem maximalizovat jeho elektrický výkon a odolnost vůči šíření povrchových trhlin, resp. vzniku křehkého lomu. Tohoto cíle je dosaženo pomocí vhodného rozložení tepelných zbytkových napětí v jednotlivých vrstvách uvažované konstrukce (řízeného použitými materiály a tloušťkami jednotlivých vrstev).
|
|
|
Dynamic analysis of track
Mojžíšek, Dominik ; Salajka, Vlastislav (referee) ; Plášek, Otto (advisor)
The diploma thesis deals with descriptions of vehicle - track dynamic interface. There are described basic analytical models of railway track. The numerical models are created by using finite element methods with moving load simulated axle of rail vehicle. The aim of thesis is to create the model which most accurately describes the dynamic phenomena in the track. The results from models are compared with data obtained by measuring in the track. Next aim of thesis is to determine dependency of rail cross-sectional characteristics on equivalent rail head wear and then on rail deflection.
|
|
|
Design of synchronous reluctance motor with permanent magnets
Knebl, Ladislav ; Huzlík, Rostislav (referee) ; Ondrůšek, Čestmír (advisor)
V dnešní době je kladen vysoký nárok na účinnost elektrických zařízení a to jak ze strany provozovatele, tak i legislativy. Nejlepší účinnosti dosahují synchronní motory s permanentními magnety umístěnými na povrchu rotoru (SMPM), se kterými lze i u malých motorů dosáhnout účinnosti nad 90%. Nicméně tyto motory jsou z důvodů použití magnetů ze vzácných zemin, např. NdFeB, drahé a jsou schopny provozu pouze s frekvenčním měničem. Z cenových důvodů jsou hledány levnější alternativy k SMPM motorům. Jedním z typů motorů, kterým lze SMPM nahradit je synchronní reluktanční motor s permanentními magnety (PMASR). Tento motor je cenově výhodnější, protože používá menší množství magnetů, při zachování podobných, mnohdy i lepších vlastností, nicméně neodpadá potřeba použití frekvenčního měniče. Navíc je zde možnost použití levnějších feritových magnetů a tím ještě výrazněji snížit cenu motoru. V této práci bude PMASR topologie popsána důkladněji včetně elektromagnetického návrhu metodou konečných prvků. Bude provedena i mechanická analýza zvoleného optimálního modelu. Výsledky dosažené metodou konečných prvků budou následně porovnány s analytickým modelem. Z navrženého modelu bude vyroben prototyp a naměřené výsledky budou porovnány s výpočty.
|
|
|
Dynamic Analysis of Track
Kulich, Pavel ; Salajka, Vlastislav (referee) ; Plášek, Otto (advisor)
The diploma thesis deals with analytical description of vehicle - track dynamic interface. There are described basic analytical models which are subsequently extended in order to get a more precise description of dynamic phenomena. The aim is to compile a model that faithfully describes the dynamic phenomena in the track. These new compiled models are qualitatively compared with data obtained by measuring in the track.
|
|
|
Analysis and Design of e-Learning Information System
Štacha, Jan ; Eysselt, Miloš (referee) ; Kreslíková, Jitka (advisor)
This thesis is focused on IBM Rational Unified Process methodology, which represents complex and robust aproach to software development and software lifecycle. This methodology is well described and every step of software lifecycle is predictible. Thats the reason why is becoming used in many software development organizations. The main goal of this thesis is deep description of this methodology and creation common outputs of inception and elaboration phase of e-learning information system. IBM Rational Unified Process is called use-case driven aproach, thats the reason why is emphasized descripton of all use-cases.
|
|
|
Unidirectional plasmonic antennas
Formanová, Veronika ; Hrtoň, Martin (referee) ; Kvapil, Michal (advisor)
This thesis deals with directional V-shaped plasmonic antennas. In the thesis, an analytical model of antenna emission is proposed. The results of analytical computations are compared with results of numerical simulations in Lumerical FDTD Solutions package. Also, the process of fabrication of such antennas by electron beam lithography and measurement of optical properties using Fourier infrared spectroscopy is described and measured antenna resonant spectra are shown. Finally, there is a proposal of an experiment to prove the emission directivity of fabricated V-shaped antennas.
|
|
|
Unidirectional plasmonic antennas
Formanová, Veronika ; Křápek, Vlastimil (referee) ; Kvapil, Michal (advisor)
This thesis deals with directional V-shaped plasmonic antennas. In the thesis, an analytical model of antenna emission is proposed. The results of analytical computations are compared with results of numerical simulations in Lumerical FDTD Solutions package. Also, the process of fabrication of such antennas by electron beam lithography and measurement of optical properties using Fourier infrared spectroscopy is described and measured antenna resonant spectra are shown. Finally, there is a proposal of an experiment to prove the emission directivity of fabricated V-shaped antennas.
|
|
|
Innovative Approach to Advanced Modulated Waterjet Technology
Kušnerová, M. ; Stoic, A. ; Foldyna, Josef ; Sitek, Libor ; Magurová, D. ; Harničárová, M.
The paper deals with a new formulation of theory for modulated waterjet technology by analytical model. The fundamental oscillations frequency for modulated waterjet technology has been investigated. This system generates a modulated liquid jet as a result of the resonant chamber introduction. The theoretical model was developed particularly on the basis of knowledge of the geometric dimensions of the system and the liquid pressures in order to predict the values of the fundamental frequencies of oscillations. The predicted oscillation frequencies were verified by laboratory measurements. It has been achieved a significant performance improvement in surface disintegration of material being machined.
|
guest ::
