|
|
Srovnání pulsujícího proudění newtonské a ne-newtonské kapaliny v komplexní geometrii
Kohút, Jiří ; Rudolf, Pavel (oponent) ; Jagoš, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá pulsujícím prouděním newtonské a ne-newtonské kapaliny. V teoretické části jsou uvedeny potřebné teoretické znalosti jak obecně k pulsujícímu proudění, tak k ne-newtonskému chování kapaliny. Dále se práce zaměřuje na numerické modelování pulsujícího proudění v přímé, ideálně tuhé trubici a v „patient-specific“ modelu lidské tepny, přesněji v karotidě. Jsou použity dvě metody: numerické řešení pomocí metody konečných objemů (MKO) a také analytické řešení pomocí Besselových funkcí (tzv. Womersley). Výsledky jsou validovány proti experimentálnímu měření metodou „particle image velocimetry“ (PIV). Shoda numerického řešení s experimentálními daty je vzhledem k nepřesnostem PIV velmi dobrá z obou pohledů - kvalitativně i kvantitativně. Numerické řešení dále srovnává vliv turbulence a ne-newtonské kapaliny vůči bázi (laminární, newtonská kapalina). Vyvinutá metodika je v závěru aplikována na „patient-specific“ model karotidy, zrekonstruovaný z CT snímků. Měření in vivo je v lidských tepnách velmi nákladné a často invazivní. Výstupy z měření jsou tak omezené, většinou pouze na tlak a průtok. Výpočtové modelování proudění (CFD) je neinvazivní a výstupy jsou přes celou doménu. Díky těmto výhodám CFD výrazně přispívá k pochopení vlivu hemodynamiky při tvorbě kardiovaskulárních onemocnění.
|
|
| |
|
|
Měření rychlostních profilů v kapalinách pomocí UVP
Kárník, Jan ; Stejskal, Jiří (oponent) ; Štigler, Jaroslav (vedoucí práce)
Následující bakalářská práce pojednává o jednom z možných způsobů určování rychlostních profilů v kapalinách. Obsah práce je zaměřen zejména na metodu UVP (Ultrasound Velocity Profile), na způsoby a principy měření, její klady a zápory a její srovnání s ostatními konvenčními metodami, jako například PIV (Particle Image Velocimetry) a LDA (Laser Doppler Anemometry). V práci je dále popsáno možné uchycení převodníků k měřicí soustavě. Dále se práce zabývá problémy při zkušebním měření. Úvodem se práce zabývá seznámením s principem a funkcí měřicího zařízení a se samotným zařízením pro metodu UVP. Kromě metody UVP se pak práce zabývá stručným popisem konkurenčních měřicích metod – PIV a LDA, které jsou v současné době využívány k měření rychlostních profilů. Zvláštní pozornost je věnována metodě PIV, jejíž význam v současnosti stále roste. Závěrem je provedeno porovnání jednotlivých měřicích metod s metodou UVP a zhodnocení kroků nutných pro úspěšné měření technikou UVP.
|
|
|
Studium chování nenewtonských kapalin ve slit-flow reometru za podmínek nestabilního toku
Halama, Lukáš ; Vimmr, Jan (oponent) ; Roupec, Jakub (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá popisem nestabilního proudění nenewtonské kapaliny ve slit-flow reometru, které negativně ovlivňuje její chování. Iniciátoři nestabilního proudění kapaliny jsou drsnost stěn štěrbiny reometru, vznik skluzu na stěnách reometru a vliv geometrie vstupní a výstupní oblasti štěrbiny reometru. Práce obsahuje metodické postupy pro matematické zohlednění jednotlivých iniciátorů nestabilního proudění kapaliny a konstrukční návrh změny geometrie štěrbiny slit-flow reometru. Součástí práce je i srovnání nejběžněji používaných reologických modelů, odvození obecných vztahů pro tvorbu rychlostního profilu jednotlivých reologických modelů a jejich následná implementace do reologické aplikace, která výrazně zjednodušuje proces vyhodnocování naměřených dat při měření na slit-flow reometru. Tato aplikace může být využita pro zjišťovaní základních parametrů do CFD simulací nebo jako metodická pomůcka při výuce.
|
|
|
Analýza proudění v potrubí kruhového i nekruhového průřezu metodou využívající rozložení hustoty vířivosti po průřezu
Soukup, Lubomír ; Kozubková, Milada (oponent) ; Matas, Jakub (oponent) ; Štigler, Jaroslav (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá analýzou proudění v potrubí kruhového i nekruhového průřezu pomocí metody rozložení hustoty vířivosti po průřezu. Tato analýza je zaměřena zejména na odvození nových rychlostních profilů pomocí zmíněné metody. Práce přináší historický přehled již odvozených rychlostních profilů. Tento přehled rychlostních profilů bude sloužit jako srovnávací měřítko pro nově odvozené rychlostní profily. Odvození nových rychlostních profilů je provedeno pro potrubí kruhových i nekruhových průřezů, přičemž toto odvození je založeno na analogii elektromagnetické indukce pomocí Biot-Savartova zákona. Zmíněnou analogii je nutné nejprve aplikovat na osamocené vírové vlákno. Tímto způsobem lze získat hodnotu indukované rychlosti od jednoho vírového vlákna. Následně je možné získat hodnotu indukované rychlosti od stěny vírových vláken a poté od rozložení hustoty vířivosti po průřezu. Práce dále obsahuje výsledky z experimentálních měření rychlostních profilů a z CFD simulací. Experimentálně naměřené výsledky jsou mimo jiné využity k výběru nejvhodnějšího CFD výpočetního modelu. Vybraný CFD model bude následně prohlášen za referenční, přičemž rychlostní profily platné pro tento model budou sloužit společně s experimentálně naměřenými daty jako srovnávací kritérium pro nově odvozené rychlostní profily.
|
|
|
Zjednodušené počítačové modely prvků pro distribuci vzduchu
Mishuk, Aliaksandra ; Gebauer, Günter (oponent) ; Šikula, Ondřej (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je vytvoření zjednodušeného modelu skutečné vířivé výusti s využitím CFD (Computational Fluid Dynamics) simulace takového, aby byl co nejjednodušší pro výpočet (měl jednoduchou geometrii, vhodnou výpočetní síť a umožňoval rychlé definování okrajových podmínek) a zároveň tvořil obraz proudění vzduchu v prostoru co nejvíce odpovídající skutečnosti. V průběhu práce byl vytvořen CFD model s určitou geometrii. Následně byla vyzkoušena různá nastavení modelu. Výsledky výpočtů byly porovnané s výsledky experimentálního měření PIV metodou.
|
|
|
Proudění kapaliny mezi dvěma paralelními deskami, srovnání měření a analytického řešení.
Kárník, Jan ; Hudec, Martin (oponent) ; Štigler, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na měření rychlostních profilů v kapalinách pomocí ultrazvuku. V práci je popsána dvojice provedených měření jednak v kanále s volnou hladinou, jednak v potrubí čtvercového průřezu. Úvodem se práce zabývá objasněním teoretických základů souvisejících s měřením metodou UVP jako jsou Dopplerův jev, rychlost zvuku v médiu či akustická impedance prostředí. V další části je popsána exekuce měření rychlostního profilu v kanále s volnou hladinou a popis výsledků dosažených při tomto měření. V poslední části se diplomová práce zabývá měřením rychlostního profilu v potrubí čtvercového průřezu. Dále je zde provedeno srovnání výsledných naměřených rychlostních profilů s rychlostními profily stanovenými analytickým vztahem. Závěrem je provedeno zhodnocení dosažených výsledků.
|
|
|
Meze pohybu a kvantifikace množství dnových splavenin pro štěrkonosné toky
Roušar, Ladislav ; Matoušek, Václav (oponent) ; Tůma, Antonín (oponent) ; Veselý, Jaroslav (vedoucí práce)
Disertační práce se podrobně a přehledně zabývá mechanikou počátku pohybu dnových splavenin pro štěrkonosné toky. Práce na základě teoretických poznatků, experimentálních výzkumů, numerických modelů a terénního šetření rozšiřuje soudobé znalosti počátku pohybu dnových splavenin a transportu splavenin za malých relativních hloubek hydraulicky drsného dna při turbulentním neprovzdušněném proudění s volnou hladinou. Počátek pohybu dnových splavenin a transport splavenin byly určeny pro stejnozrnné a nestejnozrnné materiály dna. Pro stejnozrnný materiál dna byly popsány tvary rychlostního profilu v blízkosti dna různými metodami. Dále byl ohodnocen hydraulický odpor proudění. V případě nestejnozrnného materiálu dna bylo prošetřeno statické armování a vliv vytříděnosti krycí vrstvy na hydraulickou drsnost. Správnost získaných poznatků byla potvrzena na objektu přírodního spádového stupně Vyšní Lhoty. Výsledky mimo jiné ukázaly, že počátek pohybu dnových splavenin nezávisí na relativní hloubce a do jaké míry vytříděnost krycí vrstvy ovlivňuje hydraulickou drsnost.
|
|
|
Stanovení ztrát při nestacionárním proudění kapaliny v trubici
Svoboda, Jakub ; Pochylý, František (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na řešení hydraulických ztrát při nestacionárním proudění kapaliny v trubici, jak pro laminární, tak i turbulentní režim proudění v hydraulicky hladkém potrubí. Pro nestacionární proudění je předpokládán průběh viskozity po průřezu, který se odvodí ze stacionárního rychlostního profilu, jež je matematicky popsán vhodně zvolenou funkcí. Je odvozen Laplaceův obraz pro nestacionární rychlostní profil a střední hodnotu rychlosti v závislosti na tlakové diferenci, ztrátový součinitel a pomocí metody přenosových matic jsou vypočtena vlastní čísla soustavy, která představují útlum a vlastní frekvenci. Vlastní čísla jsou porovnána s hodnotami z programu „F-ACHAR“ a ztrátový součinitel se součinitelem pro quasi-stacionární přístup.
|
|
|
Konstrukce a ověření laboratorní sprejové kolony pro záchyt CO2
Veselý, Filip ; Bělka, Miloslav (oponent) ; Malý, Milan (vedoucí práce)
Konstrukce laboratorní sprejové kolony, která bude umožňovat využití optických měřících přístrojů a bude disponovat různými kombinacemi provozních podmínek je klíčová pro zkoumání absorpce CO2 rozstřikováním absorpční kapaliny. Tato práce se soustředí na praktickou konstrukci kolony opřenou o teoretický návrh, ověření všech provozních podmínek a zkalibrování měřících systémů. Detailněji se zabývá úpravou rychlostního profilu a účinností absorpce pro čpavkovou vodu a MEA. Práce je zakončena porovnáním jednotlivých provozních režimů, vyhodnocením účinnosti a diskusí, navrhující úpravy pro zlepšení.
|
host ::
RSS.