|
|
Matematicko - fyzikální analýza dynamického tlaku pro experimentální diferenciální komoru.
Lepltová, Kristýna ; Bílek, Michal (oponent) ; Maxa, Jiří (vedoucí práce)
TTato práce vychází ze série odborných článků věnovaných problematice čerpání v diferenciálně čerpané komoře environmentálního rastrovacího mikroskopu. Práce je založena na studii Dr. Danilatose, kde je čerpání diferenciální čerpané komory řešeno pomocí Monte Carlo statistické metody. Práce provádí analýzy proudění plynu v experimentální komoře při použití Pitotovy trubice. Analýzy budou použity při konstrukci experimentální komory, která bude sloužit pro experimentální vyhodnocení výsledků proudění v dané komoře při použití mechaniky kontinua.
|
|
|
Okrajové podmínky pro stratifikované proudění
Řezníček, Hynek ; Beneš, Luděk (vedoucí práce) ; Brechler, Josef (oponent)
V předložené práci je popsán matematický model stratifikovaného 2D proudění vazké ne- stlačitelné tekutiny a jeho programová realizace. Základní rovnice pro proudění tekutiny v Boussinesqově aproximaci byly řešeny metodou konečných objemů na strukturované neor- togonální síti. Pro diskretizaci byla použita metoda přímek. Diskretizace v prostoru byla řešena metodou AUSM s MUSCL rekonstrukcí rychlostí. Vazké členy byly řešeny diskre- tizací na pomocné síti. Při časové diskretizaci byla použita metoda umělé stlačitelnosti v duálním čase. Kroky duálního času byly řešeny metodou Runge-Kutta 3.stupně. Nume- rické experimenty byly počítány pro proudění s Reynoldsovým číslem rovným 1000. Dále jsou popsány 3 numerické experimenty pro různé okrajové podmínky. 1
|
|
|
Schémata typu ADER pro řešení rovnic mělké vody
Monhartová, Petra ; Felcman, Jiří (vedoucí práce) ; Dolejší, Vít (oponent)
V předložené práci studujeme numerické řešení rovnic mělké vody. Zavádíme vektorový zápis rovnic zákonů zachování a z nich odvodíme rovnice mělké vody (SWE). Uvádíme jejich zjednodušené odvození, zápis a nejdůležitější vlastnosti. Původním přínosem je odvození rovnic pro mělkou vodu bez využití Leibnizovy formule. Popisujeme zde metodu konečných objemů pro SWE s numerickým tokem Vijayasundaramova typu. Uvádíme popis lineární rekonstrukce, kvadratické rekonstrukce a ENO rekonstrukce a jejich využití ke zvýšení řádu přesnosti. Ukazujeme využití lineární rekonstrukce v metodě konečných objemů druhého řádu přesnosti. Tato metoda je naprogramovaná v jazyce Octave a použitá na řešení dvou úloh. Aplikujeme metodu typu ADER, původně navrženou pro Eulerovy rovnice, na rovnice mělké vody.
|
|
|
Výpočet chlazení asynchronního stroje pomocí programu Ansys CFX
Horálek, Lukáš ; Veselka, František (oponent) ; Janda, Marcel (vedoucí práce)
Problematika této diplomové práce pojednává o chlazení asynchronních strojů. Konkrétně výpočtem chlazení asynchronního motoru pomocí metody konečných objemů. Pomocí programu Autodesk Inventor vytvoříme 3D model reálného elektrického stroje, tedy asynchronního motoru a následně v programu ANSYS WORKBENCH provedeme systémovou analýzu CFX, založenou na metodě konečných objemů. Dále uskutečníme měření rychlosti proudění vzduchu na konkrétním stroji a jednotlivé výsledky získané měřením a samotným výpočtem mezi sebou porovnáme. Diplomová práce se také okrajově zabývá výpočtem oteplení asynchronního motoru, protože samotné chlazení s ním úzce souvisí. Na stejný model stroje aplikujeme výpočet teplotních polí pomocí metody konečných objemů a následně provedeme teplotní analýzu. Dále pak uskutečníme měření teploty na samotném motoru a vypočtené i změřené hodnoty mezi s sebou porovnáme.
|
|
|
Počítačová simulace a numerická analýza problémů stlačitelného proudění
Kubera, Petr
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. Klíčová slova:metoda konečných objemů, adaptivní metody, geometrický zákon zachování
|
|
|
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
|
|
|
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.
|
|
|
Analýza vlivu rozměrů čerpacích kanálů při konstrukci nové verze scintilačního detektoru
Kryll, Josef ; Bílek, Michal (oponent) ; Maxa, Jiří (vedoucí práce)
Cílem této práce je nastudovat tématiku environmentální elektronové skenovací mikroskopie a čerpání plynu pro vytvoření vakua v nově navrženém scintilačním detektoru. Dále vytvořením modelu navrženého detektoru a simulací a analýzou proudění plynu v diferenciálně čerpané komoře detektoru a porovnáním výsledků se stávajícím modelem detektoru. Teoretická část je věnována elektronové mikroskopii, zdrojům elektronů a detektory sekundárních elektronů. Dále typy signálů, které se vytvářejí při interakci elektronového svazku se vzorkem. V této části je také věnována pozornost rovnicím popisujícím proudění v popisované komoře a dopad změny rozměrů na vlastnosti sledovaného detektoru. Praktická část se skládá z vytvoření modelu scintilačního detektoru a analýzy proudění plynu s následným porovnáním výsledků se stávající verzí detektoru. Výstupem této práce je model navrženého detektoru s vizuálními výsledky.
|
|
|
Metoda řešení úloh vedení tepla v materiálu s fázovou změnou s obsahem nanočástic
Kopečková, Barbora ; Knotek, Stanislav (oponent) ; Jícha, Miroslav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou vedení tepla v materiálech s fázovou přeměnou (PCM) a v PCM s obsahem nanočástic. Podrobněji uvádí odvození jak stacionárních, tak i nestacionárních rovnic vedení tepla pro 1D, 2D i 3D případy. Pro řešení těchto rovnic je použita metoda konečných objemů, jejíž princip je zde také důkladně popsán. Cílem práce je vývoj modelu pro 2D řešení teplotního pole při vedení tepla v PCM a posouzení vlivu implementace nanočástic do tohoto materiálu na dané teplotní pole. K vývoji modelu, výpočtům a vykreslení grafů byl použit software MATLAB.
|
|
|
Analýza proudění plynu v diferenciálně čerpané komoře v závislosti na tvaru vstupní trysky
Hladký, David ; Vaculík, Sebastian (oponent) ; Maxa, Jiří (vedoucí práce)
U environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu je nutné oddělit komoru vzorku s tlakem aţ 2000 Pa od prostředí tubusu s tlakem 0.01 Pa diferenciálně čerpanou komorou. Tato diferenciálně čerpaná komora musí být konstruována tak, aby nejen dokázala dostatečně oddělit od sebe oblasti s velmi rozdílnými tlaky, ale také v dráze prolétávajících primárních elektronů musí být co nejniţší průměrná hodnota tlaku a hustoty, aby docházelo k co nejniţšímu rozptylu těchto elektronů vzniklým sráţkami elektronů s molekulami vzduchu. Byly vytvořeny osově symetrické 2D modely variant tvaru diferenciálně čerpané komory s různými úhly rozevření kuţele, které byly analyzovány s cílem vybrat optimální variantu. Pro analýzy byl pouţit systém Ansys Fluent vyuţívající metodu konečných objemů pro analýzu proudění tekutin
|
host ::
RSS.