|
|
Modelling of flow and pressure characteristics in the model of the human upper respiratory tract under varying conditions
Karlíková, Adéla ; Forjan,, Mathias (oponent) ; Paštěka, Richard (vedoucí práce)
The aim of this master’s thesis is to create 3D model of upper respiratory tract (URT) according to the original model segmented from CT data, apply different conditions to the air flow inside the model, and afterwards, evaluate the change of characteristics of velocity and pressure. The model of URT was realized in the interface of Computational Fluid Dynamics software ANSYS and the Navier-Stokes equations were used for modeling the air flow inside the model. Firstly, simple 2D model was created for familiarization with the ANSYS interface. Furthermore, the 3D model of URT was constructed, and velocity and pressure characteristics were modeled under varying conditions. These conditions include different placement and quantity of sampling gaps within the model and choice of different combinations of inlets. Finally, the results are presented and evaluated along with the illustrations of the models modeled under varying conditions. The 3D model of URT means a compromise between computational load and model complexity and can be used as a basis for further research.
|
|
| |
|
|
Adaptive parameterization for Aerodynamic Shape Optimization in Aeronautical Applications
Hradil, Jiří ; Rudolf, Pavel (oponent) ; Růžička, Pavel (oponent) ; Píštěk, Antonín (vedoucí práce)
The goal of this doctoral thesis is to analyze and develop parameterization algorithms for 2D and 3D shape optimization in the context of industrial aircraft aerodynamic design based on simulations with CFD. Aerodynamic shape optimization is an efficient tool that aims at reducing the cost of the process of aircraft design. A tool that is based on automatization of the search for the optimum shape. Key part of successful aerodynamic shape optimization is the use of appropriate parameterization method, a method that should guarantee the possibility of reaching optimum shape. The parameterization methods used in aerodynamic shape optimizations are still not ready for complex industrial applications, which are present on modern passenger aircrafts with swept cranked wings with winglets and engine pylons, fuselage-wing interactions etc. So there is a need for general parameterization method that applies on wide variety of different geometries.The Free-Form Deformation (FFD[1]) parameterization can, thanks to its geometry handling qualities, be the answer to this need. Adaptive parameterization should automatically modify parameterization grid (lattice) to get appropriate lattice in regions of interest. Such that will allow sufficient control of deformations of the object with respect to reaching optimum shape and fulfilling optimization constraints. First application is in the surface deformation. The other proposed goal is development of the FFD parameterization that can do both surface deformations and CFD mesh deformations, while enabling large object deformations and preserving the level of mesh quality during the process.
|
|
|
CFD software calibration
Gego, Tomáš ; Zima, Martin (oponent) ; Popela, Robert (vedoucí práce)
The objective of this thesis was to calibrate a CFD software for use on a Formula Student race car. The calibration is performed by comparing the experimental data from the measurement of a single element wing in a wind tunnel with the same case replicated in a CFD software, for which the optimization of settings of the meshing and solver is performed. The result is an evaluation of deviations of CFD by assessing aerodynamic characteristics such as downforce, drag, pressure distribution, separation and wake in freestream and ground effect. The results are processed into a graphical and text form for future use in the design of aerodynamic components.
|
|
|
Zvýšení účinnosti sacího kanálu zážehového motoru
Herka, Miroslav ; Drápal, Lubomír (oponent) ; Svída, David (vedoucí práce)
Práce popisuje konstrukční řešení sacích kanálů soudobých spalovacích motorů, jejich základní vlastnosti a jednotlivé typy proudění. Práce je zaměřena na experimentálním měření reálného sacího kanálu motoru Husaberg, jehož výsledky jsou porovnány s výsledky počítačové simulace v systému CFD. Dále popisuje tvorbu 3D parametrického modelu v systému Pro/ENGINNEER na základě reálné geometrie získané systémem ATOS. Na konci práce je porovnání výsledků počítačové simulace původní geometrie kanálu s původními ventily s různými změnami variant tvarů ventilů.
|
|
|
Návrh předního křídla vozu Formule Student
Vrubel, Vít ; Šebela, Kamil (oponent) ; Janoušek, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá ověřením návrhu předního křídla na voze Formule Student. Práce je rozdělena do tří části. V první je provedena rešerše používaných křídel v soutěži Formule Student. Druhá část je věnována experimentu a poslední část se věnuje CFD výpočtům a porovnání s naměřenými hodnotami. Výpočtové zdroje na provedení simulací byly poskytnuty projektem e-Infrastruktura CZ“ (e-INFRA LM2018140) financovaných z programu MŠMT. Projekty velkých infrastruktur pro VaVaI a projektem ELIXIR-CZ (LM2015047), částí mezinárodní infrastruktury ELIXIR.
|
|
|
Analýza konceptu aktivního řízení proudu na náběžné hraně křídla
Mahdal, Vít ; Zikmund, Pavel (oponent) ; Popela, Robert (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá ověřením konceptu náhrady běžně používané vztlakové mechanizace systémem vyfukování proudu na náběžné hraně profilu. Ověření je prováděno pomocí CFD nástrojů, s využitím Reynoldsovy metody časového středování Navier-Stokesových rovnic (RANS). V úvodu práce jsou uvedeny druhy vztlakové mechanizace a jejich princip. V následujících kapitolách je popsáno a zdůvodněno nastavení řešiče a jeho ověření pomocí kalibrační úlohy. Koncept aktivního řízení proudu je zkoumán na profilu LS(1)-0413, pro 5 různých pozic vyfukování, dvě různé tloušťky štěrbiny (h/c= 0,0025 a 0,005) a dvě rychlosti vyfukování (v_Jv_=2,22 a 4,44). V závěru práce jsou objasněny fyzikální děje odehrávající se ve zkoumané oblasti a zhodnoceny jednotlivé případy vyfukování Nejlepší z nich jsou následně porovnány s Fowlerovou a štěrbinou klapkou při Re 2,2 mil.
|
|
|
Vliv fraktální geometrie na turbulentní proudění
Hochman, Ondřej ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním proudění (CFD) dvou clon s odlišnými otvory, ale s téměř stejnými průtočnými plochami. První clona je clona s kruhovým otvorem, která se běžně v praxi používá pro bezúdržbové měření průtoku. Druhá clona má otvor navržený na základě fraktální geometrie, konkrétně na základě von Kochovy vločky. Práce navazuje na bakalářskou práci, ve které se experimentálně zjistilo, že právě clony s otvory navrženými podle fraktální geometrie mají lepší hydraulické vlastnosti (ztrátový součinitel a menší tlakové pulzace) než clona s kruhovým otvorem. Cílem je potvrzení závěrů z experimentů, tentokrát pomocí CFD s využitím různých modelů turbulence. Bylo provedeno výpočtové modelování jak jednofázové (tedy bez kavitace), tak vícefá-zové (proudění s kavitací). Jednotlivé modely byly mezi sebou porovnány z pohledu hydraulických a dynamických charakteristik.
|
|
|
Prediction and experimental evaluation of the performance of a Z-type distribution system
Polcsák, Jakub ; Rebej, Miroslav (oponent) ; Babička Fialová, Dominika (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Řešení dynamické odezvy vodohospodářských konstrukcí v interakci s kapalinou
Feilhauer, Michal ; Králík,, Juraj (oponent) ; prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA (oponent) ; Salajka, Vlastislav (vedoucí práce)
Predikce chování vodohospodářských konstrukcí se zřetelem na vlivy prostředí v různých návrhových stavech je základní podmínkou odhadu provozní spolehlivosti analyzované konstrukce. Podstatný význam má spolehlivá charakteristika chování konstrukce daná popisem jejího pohybu na časově proměnných vlivech prostředí. V současně používané formulaci inženýrské mechaniky jde o stanovení odezvy definované konstrukce nebo její části na zadané časově proměnné mechanické zatížení. Požadovanými odezvovými veličinami nutnými pro posouzení mezních stavů únosnosti a použitelnosti konstrukce jsou přemístění a napětí, resp. veličiny odtud odvozené. Základním prostředkem predikce odezvy konstrukce je výpočet. Předložená práce se zabývá komplexními multifyzikálními problémy chování vodohospodářských konstrukcí v interakci s kapalinou (fluid structure interaction). Popisují se různé přístupy k výpočtům statických i dynamických vlastností konstrukcí. Tyto přístupy jsou rozděleny na tzv. „přímou metodu“, která je založená na přímém spojení dvou fyzikálních polí a výpočet je proveden metodou konečných prvků a tzv. „nepřímou metodu“, která je založená na spojení dvou fyzikálních polí pomocí různých rozhraní, která jsou v této práci popsána. Při nepřímé metodě je výpočet proudící kapaliny proveden metodou konečných objemů a výpočet konstrukce metodou konečných prvků. V rámci disertační práce byly řešeny výše zmíněnými přístupy statické a dynamické odezvy vodohospodářských konstrukcí. Výsledky výpočtů v rámci předložené disertační práce byly srovnány s výsledky provedených experimentů. V závěru práce jsou popsány výsledky a zobecněné poznatky získané z řešených úloh různými přístupy. V příloze jsou uvedena makra APDL pro přenos tlakového zatížení z výpočtu proudění kapalin do výpočtu konstrukce.
|
host ::
RSS.