|
|
Analysis of the fluid mixing in the circulation reactor
Mačák, Martin ; Vyroubal, Petr (oponent) ; Maxa, Jiří (vedoucí práce)
This work deals with an analysis of the fluid mixing in pilot plant loop reactor. Multiphase flow was simulated with calculation of velocity of flow and volume fraction of individual immiscible phases in hydrogenation reactor for aniline production. Parameters of flow were reviewed in individual parts of the device. Separate attention was paid to heat transfer through wall of the device with usage of external cooling. Designed model is applicable for optimalization and design of bubble loop reactors.
|
|
|
Analýza rozložení tlaků ve variantě detektoru SE se třemi clonkami pomocí systému CAE
Tomášek, Martin ; Vyroubal, Petr (oponent) ; Maxa, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou rozložení tlaků v prostorách scintilačního detektoru sekundárních elektronů ve variantě detektoru se třemi clonkami. Cílem této práce je analýza proudění tekutin v závislosti na aplikaci třetí clonky ve vstupní části detektoru, a tím vytvoření další samostatně čerpané komory, která má za úkol zajistit lepší rozložení tlaků v prostorách detektoru. Výsledkem analýzy by mělo být zjištění, jak se změní parametry uvnitř detektoru. Pokud bude zjištěno, že aplikace třetí clonky má příznivý vliv na proudění tekutin v prostorách detektoru, může být tato úprava použita při zdokonalení detektoru. Diplomová práce je rozdělena do několika kapitol. Nejdříve jsou popsány základní principy elektronové mikroskopie včetně přípravy vzorků, podmínek pro správnou funkci mikroskopů a rozdělení jednotlivých typů elektronových mikroskopů. V dalších kapitolách jsou popsány stručně fyzikální popisy proudění plynů v nízkých tlacích a otvorech malých dimenzí, jejich matematické modely a simulačních software použitý při této analýze. Analýza je provedena v programu SolidWorks za pomoci modulu Cosmos FloSimulation. V závěru práce jsou shrnuty výsledky analýzy včetně grafických znázornění simulace.
|
|
|
Calibrated finite volume method-based simulation framework for laser shock peening
Isoz, Martin ; Gruber, Pavel ; Schmidt, Jaroslav ; Kubíčková, Lucie ; Štefan, Jan ; Kaufman, Jan ; Brajer, Jan ; Gabriel, Dušan
Modern and highly competitive industry seeks components with high strength and fatigue resistance. Both of these properties may be improved by peening of the component surface and the standard peening processes, such as the shot peening, are widely used in both automotive and aerospace industries. The laser shock\npeening (LSP), i.e. hardening of the material surface by a laser-induced shock wave, is a modern alternative to the standard peening. Concurrently, the industrial applications of LSP are promoted by recently emerged affordable high power-density lasers. However, the nascent LSP applications are still mostly a trial-and-error\nprocesses based on an extensive experimental testing. Consequently, we focused on a highly application-driven development of a framework for LSP modeling, and the internal workings and results of which are the focus of the present contribution.
|
|
|
Simulating particle-laden flows: from immersed boundaries towards model order reduction
Isoz, Martin ; Kubíčková, Lucie ; Kotouč Šourek, M. ; Studeník, Ondřej ; Kovárnová, A.
Particle-laden flow is prevalent both in nature and in industry. Its appearance ranges from the trans-port of riverbed sediments towards the magma flow, from the deposition of catalytic material inside particulate matter filters in automotive exhaust gas aftertreatment towards the slurry transport in dredging operations. In this contribution, we focus on the particle-resolved direct numerical simulation (PR-DNS) of the particle-laden flow. Such a simulation combines the standard Eulerian approach to computational fluid dynamics (CFD) with inclusion of particles via a variant of the immersed boundary method (IBM) and tracking of the particles movement using a discrete element method (DEM). Provided the used DEM allows for collisions of arbitrarily shaped particles, PR-DNS is based (almost) entirely on first principles, and as such it is a truly high-fidelity model. The downside of PR-DNS is its immense computational cost. In this work, we focus on three possibilities of alleviating the computational cost of PR-DNS: (i) replacing PR-DNS by PR-LES or PR-RANS, while the latter requires combining IBM with wall functions, (ii) improving efficiency of DEM contact solution via adaptively refined virtual mesh, and (iii) developing a method of model order reduction specifically tailored to PR-DNS of particle-laden flows.
|
|
|
Modelování proudění krve v krční tepně se stenózami
Štefek, Martin ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá analýzou proudění krve v krční tepně se stenózami v oblasti bifurkace. V teoretické části je uveden současný stav poznání. V rámci praktické části práce bylo vytvořeno několik 2D modelů tepny s různě velkými a různě vzdálenými stenózami. Byla vytvořena a vybrána ideální síť konečných objemů. S využitím programu ANSYS Fluent se pro stacionární proudění vyhodnocovaly základní hemodynamické parametry, jako je rychlost proudění, smykové napětí na stěnách, tlak a frakční průtoková rezerva (FFR). Pro transientní proudění se určil časový krok a následně se vyhodnocovala rychlost proudění a smykové napětí na stěnách v bodech v závislosti na čase.
|
|
|
Výpočtové modelování vlivu stenóz na proudění krve v krční tepně
Lukáš, Petr ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá prouděním krve v krční tepně s dvěma stenózami umístěnými za sebou. Nejprve je v rešeršní části popsána srdečně-cévní soustava s důrazem na krev a tepny. V praktické části jsou poté vytvořeny modely geometrie krční tepny s 30% a 70% stenózou a také model bez stenózy. 2. stenóza není v modelu geometrie, je modelována pomocí Windkessel efektu. Krev byla modelována jako nenewtonská kapalina pomocí Carreau modelu. Po výpočtu se vyhodnotilo proudění krve a napjatost stěny tepny a výsledky se porovnaly mezi jednotlivými modely geometrie. Vyhodnocovaly se kritické hodnoty smykového napětí, TAWSS, OSI a FFR a především hmotnostní průtok na ICA.
|
|
|
Vývoj algoritmu pro výpočtové modelování vlastností segmentových hydrodynamických ložisek
Pokorný, Jan ; Křupka, Ivan (oponent) ; Šimek,, Jiří (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá stanovením koeficientů tuhosti a tlumení radiálních hydrodynamických ložisek s naklápěcími segmenty. Z tohoto důvodu je vytvořen výpočtový model statických a dynamických charakteristik těchto ložisek. Tento výpočtový model je založen na řešení zobecněné Reynoldsovy rovnice současně s 2D energetickou rovnicí pro mazací film i segmenty. Díky tomu je možné do řešení zahrnout změny viskozity a hustoty maziva po tloušťce mazacího filmu. Vliv turbulence je zohledněn díky korekčním faktorům. Do výpočtového modelu vstupují také další vlivy jako je mísení maziva, deformace a naklápění segmentů. Numerické řešení metodou konečných objemů je naprogramováno v jazyce Python. Statická rovnovážná poloha ložiska je hledána efektivní ohraničenou Andersonovou metodou, která byla zvolena po srovnání s ostatními vybranými metodami. Na základě rovnovážné polohy ložiska je určena jeho tuhost a tlumení metodou centrálních diferencí se zahrnutím tuhosti rotačních podpor segmentů. Jsou prezentovány výsledky statických a dynamických charakteristik ložiska zvolených parametrů. Dále jsou dosažené výsledky ověřeny pomocí experimentálních dat převzatých z literatury a také pomocí vlastních měření. Byla dosažena dobrá shoda mezi výpočty a experimenty.
|
|
| |
|
|
Počítačová simulace a numerická analýza problémů stlačitelného proudění
Kubera, Petr ; Felcman, Jiří (vedoucí práce) ; Knobloch, Petr (oponent) ; Fürst, Jiří (oponent)
Tato práce se zabývá konstrukcí adaptivní výpočtové sítě v 1D a ve 2D v kontextu metody konečných objemů. Adaptivní strategie je aplikována na numerické řešení Eulerových rovnic, což je hyperbolický systém parciálních diferenciálních rovnic. Použitý postup je určen pro nestacionární problémy a skládá se ze tří v podstatě nezávislých kroků, jež jsou cyklicky opakovány. Těmito kroky jsou: výpočet pomocí schématu metody konečných objemů, dále pak adaptace sítě a přepočet numerického řešení z neadaptované sítě na síť adaptovanou. Díky tomu je tento algoritmus použitelný i na jiné, nejen hyperbolické systémy. Těžiště práce spočívá v návrhu vlastní adaptační strategie, založené na anisotropní adaptivitě, která bude v každém adaptačním kroku splňovat tzv. geometrický zákon zachování. V práci je též porovnání námi navržené strategie s algoritmy typu Moving Mesh pro úlohy s pohybující se nespojitostí.
|
|
|
Numerical Solution of the Three-dimensional Compressible Flow
Kyncl, Martin ; Felcman, Jiří (vedoucí práce) ; Dolejší, Vít (oponent) ; Brandner, Marek (oponent)
Název práce: Numerické řešení třírozměrného stlačitelného proudění Autor: Marin Kyncl Katedra: Katedra numerické matematiky Vedoucí disertační práce: Doc. RNDr. Jiří Felcman, CSc. Abstrakt: Tato práce se zabývá řešením proudění tekutin ve třídimenzionálním pros- toru. Systém rovnic popisující toto proudění je zde řešen numericky, s použitím metody konečných objemů. Hlavním účelem bylo popsat konstrukci okrajových podmínek za- ložených na řešení neúplného Riemannova problému. Z analýzy původního problému je zřejmé, že pravostranná počáteční podmínka může být částečně nahrazena vhodnou do- plňkovou podmínkou. Několik těchto modifikací Riemannova problému je ukázáno a řešeno. To je také původní výsledek této práce. Algoritmy pro řešení uvedených lokálních úloh byly naprogramovány a použity při numerickém řešení rovnic pro proudění stlačitelného plynu. Numerické příklady jsou přiloženy. Klíčová slova: stlačitelné proudění, Navier-Stokesovy rovnice, Eulerovy rovnice, okrajové podmínky, metoda konečných objemů, Riemannův problém, numerický tok, turbulentní proudění
|
host ::
RSS.