|
|
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
|
|
|
Simulation of temperature-rise in MV switchgear assemblies
Kapalla, Alexej ; Bušov, Bohuslav (oponent) ; Valenta, Jiří (vedoucí práce)
This thesis focuses on the issue of heating of medium-voltage switchgears. The paper contains descriptions of the individual devices which the switchgear consists of. Furthermore, the paper examine the theoretical relations which describe the heating of the conductor. It also present the normative regulations regarding the heading of MV switchgears as well as specific impacts which influence the final temperature-rise. This is followed by chapters that describe the refining of a 3D model of specific switchgear for purposes of simulating temperature-rise, further followed by chapters that look at the actual simulation environment. The thesis further focuses on the actual simulation of MV switchgear temperature-rise and it will compare the results of the simulation with measurements taken under real conditions. The thesis also includes results of simulated temperature-rise while taking into consideration the forced cooling of the switchgear. In the last part, it focuses on the creation of an excel file, which enables the prediction of final results for the temperature-rise of disconnector based on its contact resistance.
|
|
|
Výpočtové modelování proudění krve v krční tepně s dvojitou stenózou
Lukáš, Petr ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Cíl této bakalářské práce je analyzovat vliv dvojité stenózy na průtokové a napěťové charakteristiky v krční tepně. Nejprve je na základě uvedené literatury provedena rešerše ohledně proudění krve v arteriálním systému. Poté je popsán postup tvorby idealizovaných modelů tepny s dvojitou stenózou a postup tvorby sítě a numerického řešení . Modely mají různou velikost stenózy a různou vzdálenost mezi stenózami. V konečné fázi je provedena analýza výsledků nejprve pro stacionární proudění, poté je vybrán jeden model, na němž je provedena analýza pro pulsující proudění. Součástí této práce je i analytický výpočet tlakové ztráty a porovnání s numerickým výpočtem.
|
|
|
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
|
host ::
RSS.