|
| |
|
|
Topology Optimization of the Hinge on Elastic Foundation
Beruashvili, Vasili ; Symonov, Volodymyr (oponent) ; Löffelmann, František (vedoucí práce)
Deal of this Master’s thesis is to modify original part shape using topology optimization by M.S.C NASTRAN, M.S.C. PATRAN and FUSION 360 software results that will define best fitted and satisfying the operating conditions for defined load and constraint conditions. The part is mounted on an orthotropic plate (sandwich panel). The aim of this thesis is to see the effect of elastic foundation on optimization result. The part will be optimized using different design objectives and constraints. Elastic foundation theoretically will change stiffness and deformation, and this will give the ability to change stresses on the part. Original and modified shape part load capacity will be compared by M.S.C NASTRAN/PATRAN software. After shape optimization, the 3D model has to be prepared for the manufacturing process which will be the most cost-efficient.
|
|
|
Design optimization of packed bed for thermal energy storage
Krist, Thomas ; Charvát, Pavel (oponent) ; Klimeš, Lubomír (vedoucí práce)
This Master’s thesis is dealing with the topic of heat exchange in a thermal energy storage unit of the type packed bed. The purpose is to describe heat transfer in a heat storage unit where hot air is flowing through that unit which is filled with stones of small diameter. This is designed in the environment of MATLAB. In the beginning, there is a brief introduction of the topic concerning heat storage and its possible use. Next, some short overview of heat transfer, types of heat transfers and thermophysical properties of the air-rock system are said. In the third chapter, the heat storage unit of type packed bed is introduced and various models and given conditions are explained. The next chapter is dealing with numerical methods, especially with the finite difference method used in this thesis. The fifth chapter is focusing on general optimization of the given heat transfer problem. A population-based metaheuristic optimization algorithm called the Genetic algorithm is described. The model setup is done in sixth chapter, as well as a presentation of results gained from MATLAB. In the last chapter, conclusions and suggestions are discussed.
|
|
| |
|
|
Design optimization of a heat exchanger with a phase change material for thermal energy storage
Hliník, Juraj ; Charvát, Pavel (oponent) ; Klimeš, Lubomír (vedoucí práce)
This diploma thesis is focused on the development of the computer model of the thermal energy storage unit with an appropriate phase change material. Furthermore, this model is used for a design optimization aimed to the maximization of the stored heat. Due to the complexity of the objective function a suitable genetic algorithm is chosen to solve design optimization problems. Two design optimization problems are analysed and obtained results are presented and discussed. The complete problem was implemented in Matlab.
|
|
|
Tenkostěnné přesypané konstrukce
Houšť, Vladimír ; Hrdoušek,, Vladislav (oponent) ; Barták,, Jiří (oponent) ; Klusáček, Ladislav (oponent) ; Stráský, Jiří (vedoucí práce)
Předkládaná disertační práce je zaměřena na analýzu tenkostěnných přesypaných klenbových konstrukcí. Štíhlá betonová klenba je řešena s využitím nelineárního FE-modelu, který zohledňuje konstitutivní vztahy pro zeminy, interakci zásypu se zeminou a postupnou výstavbu s vlivem hutnění. Pokročilý FE-model byl kalibrován měřenými daty z experimentů dvou přesypaných obloukových konstrukcí. Matematické optimalizační metody genetických algoritmů a Levenberg-Marquardt metoda jsou aplikovány na kalibrované komplexní výpočtové modely za účelem eliminace ohybové složky napětí v betonovém průřezu přesypané klenby. K interpolaci tlakové čáry od zatížení je střednice klenby parametrizována Bézierovou křivkou třetího stupně. Optimalizační metoda je aplikována v rozsáhlé parametrické studii, z které jsou získány optimální geometrie pro přesypané klenby různého poměrného vzepětí, výšky nadnásypu a typu podloží. Pro praktické využití jsou vypsány parametry Bézierovi křivky pro jednotlivé výsledné geometrie. Následně je aplikována optimalizační metoda k teoretické redukci napětí optimalizací geometrie střednice na dříve kalibrovaném modelu přesypané klenby. Jsou prezentovaný porovnání zemních tlaků, vnitřních sil a deformací štíhlé klenby v průběhu výstavby pro jednotlivé klenby dle poměrného vzepětí. Působení štíhlé přesypané klenby při lokálním zatížení dopravou modelem LM1 bylo analyzováno s využitím 3D modelu s vlivem různých výšek nadnásypu.
|
|
|
New Elements of Heat Transfer Efficiency Improvement in Systems and Units
Turek, Vojtěch ; Klemeš,, Jiří (oponent) ; Odstrčil, Miloslav (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Improved heat transfer efficiency leads to decrease in energy consumption which then results in lower equipment operational cost, reduced emissions, and consequently also lower environmental impact. However, common enhancement approaches such as adding fins or tube inserts may not always be suitable or feasible -- especially in case of heat recovery from streams having a high fouling propensity. Since heat transfer rate depends also on flow field characteristics, fluid distribution, and fouling which can all be greatly influenced by the actual shapes of flow system components, several simplified models for fast and accurate enough prediction of fluid distribution as well as applications for shape optimization based on these models were developed. In addition, accuracy of one of the models was further increased by fine-tuning it using data obtained by evaluation of 282 flow systems in the fluid flow modelling software ANSYS FLUENT. The created applications can then be employed during the design of heat exchange units to improve their performance and reliability.
|
|
|
Optimalizace potrubních tvarovek
Svozil, Jan ; Drábková, Sylva (oponent) ; Katolický, Jaroslav (oponent) ; Štigler, Jaroslav (vedoucí práce)
Potrubní tvarovky jsou důležitou součástí jakékoliv potrubní soustavy a jsou zdrojem významných hydraulických ztrát. Hlavním kritériem jejich návrhu jsou nízké výrobní náklady, nikoliv tlakové ztráty. Tato práce se zabývá snižováním tlakových ztrát potrubních tvarovek prostřednictvím vhodných změn hydraulického profilu. Bylo otestováno několik optimalizačních metod a z důvodu výpočtové náročnosti byla zvolena gradientní optimalizační metoda, která umožňuje distribuci výpočtů mezi několik výpočetních jednotek. Celý proces tvarové optimalizace probíhal autonomně. Bylo provedeno několik optimalizací rotačně symetrických difuzorů pro lepší pochopení vlivu okrajových podmínek na optimalizační proces a na tlakové ztráty. Dále je pak uveden vývoj parametrického popisu kolene pomocí Bézierových ploch. Optimální nalezený tvar vykazoval 22% snížení ztrátového součinitele. V poslední kapitole jsou potom uvedené postupy aplikovány na optimalizaci savky Kaplanovy turbíny.
|
|
|
Optimalizace potrubních tvarovek
Svozil, Jan ; Štigler, Jaroslav (vedoucí práce)
Potrubní tvarovky jsou důležitou součástí jakékoliv potrubní soustavy a jsou zdrojem významných hydraulických ztrát. Hlavním kritériem jejich návrhu jsou nízké výrobní náklady, nikoliv tlakové ztráty. Tato práce se zabývá snižováním tlakových ztrát potrubních tvarovek prostřednictvím vhodných změn hydraulického profilu. Bylo otestováno několik optimalizačních metod a z důvodu výpočtové náročnosti byla zvolena gradientní optimalizační metoda, která umožňuje distribuci výpočtů mezi několik výpočetních jednotek. Celý proces tvarové optimalizace probíhal autonomně. Bylo provedeno několik optimalizací rotačně symetrických difuzorů pro lepší pochopení vlivu okrajových podmínek na optimalizační proces a na tlakové ztráty. Dále je pak uveden vývoj parametrického popisu kolene pomocí Bézierových ploch. Optimální nalezený tvar vykazoval 22% snížení ztrátového součinitele. V poslední kapitole jsou potom uvedené postupy aplikovány na optimalizaci savky Kaplanovy turbíny.
|
|
|
Tvarová optimalizace klikového hřídele leteckého motoru
Vopařil, Jan ; Drápal, Lubomír (oponent) ; Novotný, Pavel (vedoucí práce)
Práce popisuje rozmanitost a šíři problematiky spjaté s klikovými hřídeli spalovacích motorů. Charakterizuje jednotlivé faktory ovlivňující jejich tvar a velikost a vybrané poznatky přenáší do návrhu klikové hřídele konkrétního motoru. Dále předkládá ucelený popis aplikace topologické optimalizace na řešenou hřídel a posléze navrhuje jiné, komplexnější návrhové postupy vedoucí k jejímu optimálnímu tvaru. Kvalita takového návrhu je posléze ověřena porovnávací analýzou únavové životnosti.
|
host ::
RSS.