|
|
Intake vortex modeling
Galuška, Jiří ; Kozák, Jiří (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
This paper covers information research of basic design rules of industrial wet sumps. It describes mathematical models of vortices and method for their identification and visualization. Then the author focuses on CFD modeling of surface vortices with single phase and multiphase approach with Volume of Fluid method. Basic principles of multiphase CFD modelling in OpenFOAM and ANSYS Fluent are given. Description and benchmarking of suitable turbulence models is also present. The single phase and multiphase approach were successfully validated for a simple test case of bathtub surface vortex. Satisfactory agreement with experimental data was achieved. The accuracy and behavior of both solvers were compared between each other. This gives us useful tool for evaluation of inflow condition and danger of surface vortex occurrence in wet sumps. The acquired knowledges were used to design an experimental test case with geometry similar to industrial wet sump. A map of surface vortex occurrence has been created for different operating points. One of the operating point has been used for numerical simulation (both single phase and multiphase). Partial agreement with experimental observation has been achieved.
|
|
|
Description of bubble behavior in liquid column
Münster, Filip ; Sluše, Jan (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
This bachelor’s thesis describes behavior of bubbles in liquid column. In the first part are introduced basic terms and forces which influence the motion, shape and behavior of the bubble. The second part is devoted to derivation of relations for mathematical model of the bubble motion and the model realization. In the last part the model is compared with experiment.
|
|
|
Analysis of Influence of Blood Flow and Arterial Geometry on Pathological Processes in Arteries
Jagoš, Jiří ; Rudolf, Pavel (referee) ; Jonášová,, Alena (referee) ; Burša, Jiří (advisor)
Se zvyšující se průměrnou délkou života a nezdravým životním stylem se velmi úzce pojí zvýšený výskyt kardiovaskulárních chorob. Většina z těchto nemocí je asymptomatických. Je zde tedy velká snaha rozpoznat tato onemocnění časně, dokud je možné je léčit konzervativně pomocí změny životního stylu či různých léků. Pokud se nemoc objeví až v pozdním stádiu, je nutná často velmi riziková operace. Stále se velmi často stává, že u pacienta v rizikové skupině se kardiovaskulární choroba nerozvine, a naopak u toho, který v rizikové skupině dle stávajících kritérií není, ano. Výpočtové modelování kardiovaskulárního systému je jedním z mnoha způsobů, které mohou pomoci se sofistikovanější indikací osob, u kterých je zvýšené riziko vývoje těchto chorob. V práci byly nejprve úspěšně validovány výsledky numerického modelu pulzujícího proudění v tuhé a elastické trubici skrze rychlostní profily. Podmínky experimentu byly záměrně voleny tak, aby byly blízké podmínkám v lidské aortě. Další část práce je věnována výběru a implementaci okrajových podmínek pro numerické modely pulzujícího proudění v lidských tepnách. První přístup pomocí určení rychlosti šíření pulzní vlny v tepně a následné časové korekci mezi vstupní a výstupní okrajovou podmínkou je poměrně jednoduchý, nicméně přímo předepisuje tvaru tlakové nebo průtokové vlny pro každý vstup a výstup z modelu a jeho prediktivní vlastnosti jsou tímto výrazně omezené. Jeho další nevýhodou je aplikovatelnost pouze pro simulace proudění, které uvažují poddajnost stěny. V případě simulace proudění s tuhou stěnou časovou korekci vstupní a výstupní okrajové podmínky nelze provést. Zde v práci byl tento přístup využitý v simulacích, které uvažují vzájemnou interakci stěny tepny s kapalinou, při prověřování potenciálního rizikového faktoru úhlu ilických tepen na rozvoj aneurysmatu abdominální aorty (AAA). Ukázalo se, že pro velký (ale stále fyziologický) rozsah úhlu ilických tepen nedochází ke zvýšení tlaku v aortě. Dále byl prověřen vliv poměru průřezů ilických tepen vůči průřezu aorty, u kterého se prokázal výrazný vliv na zvýšení tlaku v aortě. Výsledky jsou v souladu s klinickým pozorováním, které ukazují, že lidé po amputaci dolní končetiny, nebo lidé se stenózou v ilické tepně mají významně zvýšené riziko vzniku AAA. V závěrečné části byl zkoumán vliv tvaru průtokové vlny v lidské karotidě na vznik aterosklerózy. Bylo zrekonstruováno pět geometricky odlišných karotických bifurkací ze „zdravých“ starších pacientů. Reprezentativní vstupní okrajové podmínky průtoků pro staršího i mladého jedince byly převzaty z literatury. Výstupní okrajové podmínky pro interní a externí karotidu byly reprezentovány tří parametrickým Windkessel modelem. Parametry Windkessel modelu byly iteračním postupem odladěny tak, aby průběh průtokové vlny v interně byl v souladu s průběhem v literatuře. Tyto okrajové podmínky vystihují chování periferie velmi věrohodně. Navíc vykazují výrazně vyšší numerickou stabilitu a predikční vlastnosti než prvně zmíněný přístup. Analýzou výsledků bylo zjištěno že proudění v karotidě u zdravé starší osoby vykazuje výrazné snížení časově průměrovaného smykového napětí na stěně tepny vůči osobě mladé, což indikuje zvýšené riziko vzniku aterosklerózy. Výsledky jsou v souladu s klinickým pozorováním a rozšiřují dosavadní znalosti o mnohem hlubší analýzu. Je zde také diskutován případný přínos antihypertenziv a pravidelného cvičení.
|
|
|
Maximum attainable efficiencies of one-stage volute pumps
Galuška, Jiří ; Fic, Miloslav (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
The bachelor’s thesis deals with European Commission Regulation EUROPUMP for minimun allowable efficiency of the one stage volute pumps. Thesis deals with definition, time table and criteria for measurement these pumps. Further thesis deals with total efficiency of the pipe system in relation to pump efficiency. Follow example of a calculation of the one stage volute pump.
|
|
|
Flow control in a hydraulic turbine draft tube
Litera, Jiří ; Štefan, David (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
Hydraulic energy is one of the most important sources in the world for electricity production. Nowadays the trend is to limit the production of the electricity from fossil fuels and to protect the environment. The main idea is to use more renewable energy sources such as wind and solar energy. Unfortunately, these alternative sources are strongly dependent on current weather conditions, which causes the instability of the electrical grid. Luckily pumped storage and hydraulic power plants provide the solution. However, it requires an extension of the operating range of the hydraulic machines. For that reason, the water turbines now operate over and extended range of regimes, that can be quite far from the best efficiency point. Hence two types of unstable two-phase flows in the Francis turbine draft tube occur: part load overload. This diploma’s thesis is focused on the Francis turbine operating at the part load. During part load conditions the helical vortex rope is being developed in the draft tube, it causes pressure pulsation and it can lead to the hydro-acoustic resonance, which damages the elements of the power plant. The aim is to eliminate the pulsation by jet control of the swirling flow in the draft tube. In the diploma’s thesis, various approaches to jet control of the flow in conical diffuser are tested using the computational fluid dynamics.
|
|
|
Nano and microbubbles created by cavitation
Harazin, Přemysl ; Sluše, Jan (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
This work solves the problematics of distinguishing tiny bubbles and particles as well as the thermodynamics of bubbles and their creation. The process of cavitation is described in the first part of the thesis. The problem of visualisation and counting the number of bubbles is described in the experimental part as well as the posibility of influencing the stream through the input of obstacles. Problem with visualisation was dealt with laser beam shining through the transparent tube with software postprocessing. The issue of influencing the stream was dealt with input of the strainer into the stream. Results of these experiments are, that with good ambient light situation, the laser beam ensures good visualisation of bubbles and particles and therefore the posibility of counting the number of bubbles with the help of a software. The usage of strainer helped to create bigger number of tiny bubbles.
|
|
|
CFD methods for design of race car aerodynamics
Černík, Daniel ; Štefan, David (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
This bachelor’s thesis deals with usage of CFD in design of race car aerodynamics, more specifically Formula 1 cars. The first part describes basic concepts of fluid dynamics. Following chapters talk about methods for determining aerodynamic properties of Formula 1 cars, introduction to CFD and aerodynamic devices on Formula 1 car. Next chapter is devoted to usage of CFD in Formula 1 industry. The last chapter deals with CFD simulations of Formula 1 rear wing in 2D.
|
|
|
Cavitation heater
Rovder, Juraj ; Závorka, Dalibor (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
This report is considering an equipment that is using cavitation to heat water. The theoretical part explains basic principles of its function and different types of such device. Following chapters describe a construction of used heater and an experiment carried out on this device. The results of the experiment are collected and evaluated. The final part of the thesis contains suggested adjustments of the given cavitation heater.
|
|
| |
|
|
Rocket fuel pumps
Kalina, Adam ; Sluše, Jan (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
This bachelor thesis deals with the pumps used in rocket technology, their operating parameters and general geometry. Particular attention is paid to inducers. Their influence on cavitation in pumps and overview of the different types that are used in various rocket engines. Is mentioned here how cavitation is created, what are the types of cavitation and its impact on the operation of the pump.
|
guest ::
RSS feed.