|
|
Metody počítačové vizualizace proudění
Častulíková, Veronika ; Štefan, David (oponent) ; Urban, Ondřej (vedoucí práce)
Vizualizace proudění je jedním z důležitých témat ve vědecké vizualizaci, která je předmětem neutuchajícího výzkumu. Data získaná prostřednictvím numerických simulací jsou dále analyzována pro lepší pochopení proudění tekutiny. S rychlým rozvojem výpočetních simulací je spojen také nárůst poptávky po pokročilejších vizualizačních metodách. V bakalářské práci je uveden přehled některých používaných vizualizačních technik v oblasti proudění a jejich detailní popis. Následně jsou tyto metody aplikovány na data získaná z CFD simulací vírového copu v difuzoru vírového generátoru.
|
|
|
Vliv otevření difuzoru na dynamické vlastnosti spirální vírové struktury
Hazucha, Jan ; Kůrečka, Jan (oponent) ; Štefan, David (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá CFD simulací spirální vírové struktury v difuzorové části vírového generátoru. Cílem práce je posouzení vlivu změny úhlu otevření difuzoru na frekvenci a amplitudu tlakových pulzací, které jsou zapříčiněny vznikem a následným rozpadem spirální vírové struktury. Dále je zkoumána minimální hodnota tlaku pro každý úhel otevření. Všechny výsledky jsou následně porovnány mezi sebou ve formě grafů znázorňujících průběhy frekvencí či amplitud měřených po délce difuzoru. Byly zkoušeny dva modely turbulence a několik typů sítě.
|
|
|
CFD simulace vírové struktury v sací troubě Francisovy turbíny (Francis-99) při pod-optimálním provozu - srovnání s měřením
Neděla, Jiří ; Urban, Ondřej (oponent) ; Štefan, David (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá simulací vírové struktury, vznikající v sací troubě Francisovy turbíny, a to při pod-optimálním průtoku. Hlavním cílem je dosáhnout co možná nejpřesnějších výsledků z výpočtů, pomocí studentské licence softwaru Ansys Fluent. Výsledky z výpočtů jsou následně porovnány s experimentem provedeným v rámci projektem Francis-99. Jedná se zejména o porovnání dynamických vlastností vírového copu – amplituda a frekvence tlakových pulzací. Dále pak porovnání časově středních rychlostních profilů. V této práci jsem využil modelová data poskytnutá od NTNU – Norskou Univerzitou Vědy a Techniky, pod sérií workshopů Francis-99.
|
|
|
Řízení vírového proudění v sací troubě vodní turbíny
Litera, Jiří ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Vodní energie je jedním z nejdůležitějších zdrojů pro výrobu elektrické energie na světě. Trendem současné doby je omezit produkci elektřiny spalováním fosilních paliv a použít pro její výrobu více obnovitelných zdrojů. Solární a větrné elektrárny jsou ale silně závislé na aktuálních meteorologických podmínkách a denní době, a to má za následek nestabilitu elektrické sítě. Hydraulické stroje nabízejí možnosti regulace výroby elektrické energie a případně také nabízejí prostor pro akumulaci. Turbíny je tedy nutné provozovat v širších pásmech mimo optimální bod, než na který byly navrženy. To má u Francisových turbín za následek vznik dvou typů nestabilního vírového proudění v sací troubě. Tato diplomová práce je zaměřena na problémy spojené s provozováním Francisovy turbíny při podoptimálním zatížení. V průběhu podoptimálního zatížení vzniká v sací troubě turbíny vlivem nestability proudění za oběžným kolem vírový cop, který rotuje ve směru oběžného kola a zároveň se otáčí kolem své vlastní osy. Je významným zdrojem nízkofrekvenčních tlakových pulzací, které jsou zde nežádoucí a je snahou je potlačit nebo zcela eliminovat. Diplomová práce je zaměřena na řízení vírového proudění v sací troubě Francisovy turbíny. Vírové proudění je řízeno vstřikováním vody a jednotlivé možnosti a metody jsou testovány využitím výpočtového modelování proudění.
|
|
|
Redukovaný model vírového proudění
Urban, Ondřej ; Pochylý, František (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
V této práci je řešena tvorba a aplikace redukovaných modelů proudění založených na extrakci dominantních struktur ze systému metodou vlastní ortogonální dekompozice. Vývoj vypočítaných módů v čase popisuje systém obyčejných diferenciálních rovnic, který se získá pomocí Galerkinovy projekce těchto módů na Navier-Stokesovu rovnici. Tato metodika byla aplikována na dva testovací případy Kármánovu vírovou stezku a vírový cop. V obou případech byla provedena CFD simulace jednoho referenčního bodu a s použitím získaných POD módů byly sestaveny příslušné redukované modely. Jejich výsledky byly zhodnoceny podle toho, do jaké míry se shodují s referenční simulací.
|
|
|
Vírový cop při nadoptimálním průtoku Francisovou turbínou
Kozák, Jiří ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá CFD simulací vírového copu v kolenové sací troubě Francisovy turbíny při nadoptimálním provozu. Hlavním cílem práce je srovnání výsledků CFD simulací provedených pro původní kolenovou sací troubu a odvozenou sací troubu přímou s ohledem na tvar kavitační oblasti, její objem a dynamické charakteristiky proudění. Výsledky prostorových výpočtů jsou následně srovnány s výsledky osově symetrických simulací, které významným způsobem redukují nároky na výpočetní čas a výkon.
|
|
|
Trhání vodního sloupce pod OK vodní turbíny při nestacionárních stavech.
Vašek, Lubomír ; Rudolf, Pavel (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
V diplomové práci Trhání vodního sloupce pod OK vodní turbíny při nestacionárních stavech se řeší tlakové průběhy zpětného hydraulického rázu. V práci jsou odvozeny vztahy pro sestavení matematického modelu zpětného rázu vycházející z rovnic zákonů zachovaní hmotnosti a silové rovnováhy. Matematický model vytvořený v MS Excel využívá pro výpočet numerické schéma Lax-Wendroff, které nám umožňuje uvažovat proměnnou rychlost zvuku v závislosti na statickém tlaku a dovoluje rozdílný délkový krok ve výpočetní doméně. Zpětný hydraulický ráz je v práci řešen i s uvažováním rotujícího proudění za uzavíracím členem, kde předpokládáme vznik vírového copu. Tuto situaci lze připodobnit na zavírání vodní turbíny, u které se může vírový cop pod oběžným kolem vyskytovat. V návaznosti na tuto práci byl proveden experiment zpětného hydraulického rázu. Parametry vstupující do matematického modelu byly optimalizovány dle experimentu a je uvedeno porovnání průběhů tlakových pulzací získaných výpočtem a experimentem.
|
|
|
Vlastní tvary vírového proudění
Jízdný, Martin ; Pochylý, František (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem dynamiky vírového proudění. Vírové proudění se v hydraulických strojích vyskytuje poměrně často (např. vírový cop v sací troubě vodní turbíny) a mnohdy negativně ovlivňuje jejich provoz. Dostatečná znalost tohoto charakteristického proudění je proto nezbytným předpokladem pro zdokonalení hydraulických strojů. Teoretická část práce je z velké části zaměřena na popis nestabilit proudění a jejich projevů s důrazem na Kármánovu vírovou stezku a vírový cop. V další části práce jsou na tato dvě zmíněná nestacionární proudění aplikovány dvě metody, které umožňují identifikovat jejich určité dynamické vlastnosti. První metodou je Fourierova transformace, pomocí které je možné určit vlastní frekvence nestacionárního proudění. Druhou metodou je tzv. vlastní ortogonální dekompozice (POD), která umožňuje identifikovat vlastní tvary daného proudění v rovině nebo prostoru. Metoda vlastní ortogonální dekompozice je v této práci použita pro nalezení rovinných vlastních tvarů Kármánovy vírové stezky a prostorových vlastních tvarů vírového copu.
|
|
|
Úloha sací trouby pro práci vodní turbíny
Havlát, Pavel ; Himr, Daniel (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce pojednává o problematice sací trouby. Obsahuje základní popis sacích trub, jejich rozdělení a užití. Dále je zde popsána konstrukce sacích trub, jejich účinnost, ztráty a způsoby, s pomocí kterých lze tyto ztráty eliminovat. Součástí jsou také základní vztahy pro výpočty délky sací trouby, rychlosti kapaliny uvnitř sací trouby a další.
|
|
|
Od tornáda k vodní turbíně
Jízdný, Martin ; Rinka, Lukáš (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá vírovým pohybem a obsahuje dvě hlavní části. První část popisuje především principy vzniku a vývoje vírového pohybu v přírodě a v technické praxi. V obou těchto oblastech lze nalézt pozitivní i negativní účinky vírového pohybu, které velmi významně ovlivňují okolní svět. Druhá část této bakalářské práce popisuje experiment, jehož cílem bylo ověřit vybrané vlastnosti vírového pohybu a na základě měření stanovit vlastní hypotézy o tomto pohybu. Závěrečná část experimentu je věnována různým metodám vizualizace vírového pohybu v laboratorních podmínkách.
|
host ::
RSS.