|
|
On the stress distribution near the tip of a sharp notch
Ostratický, Jakub ; Hrstka, Miroslav (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
The notch is a stress concentrator from the point of view of elasticity theory and the knowledge of the description of this stress in the vicinity of its tip is necessary for the correct functionality of a wide range of mechanical components and products. The stress at the tip of the notch is singular and it is technically impossible to prevent the initiation of cracks in its vicinity. However, it is known from fracture mechanics that the initiation and propagation of cracks is not influenced by the magnitude of the stress at their tips, but its intensity characterized by the so-called stress intensity factor. In the case of a notch, it is a generalized stress intensity factor or simply the amplitudes of the singular parts of the stress filed. These coefficients cannot be determined directly from the results of widely used numerical methods such as FEM, but it is necessary to use linear fracture mechanics methods based on the asymptotic solution of the equilibrium equations in elasticity. The presented work deals with the case of a symmetric sharp notch in an isotropic material under the mode I or II loadings. The stress singularity and the related stress intensity factor at the notch tip are analysed and evaluated. The derived asymptotic solution is compared with the results obtained from the FEM analysis.
|
|
|
Numerical Study Of Pulsating Jet At Moderately Small Reynolds Numbers
Dolinský, Jiří ; Doupník, Petr (referee) ; Popela, Robert (advisor)
Tato numerická studie je zaměřená na axisymetrickou pulzní trysku při zachování relativně nízkých Reynoldsových čísel a její fyzikální podstatu, která dosud nebyla zcela vysvětlena. Hlavním cílem práce bylo prozkoumat a zhodnotit vliv přidání periodického komponentu rychlosti ke stacionární složce rychlosti. Nejdříve byl řešen stacionární případ, poté byla do simulace přidána pulzace a byla vytvořena nestacionární simulace. Numerické řešení stacionárního případu bylo ověřeno pomocí asymptotického řešení, které předložil Hermann Schlichting [44]. Přesnost tohoto analytické řešení byla opravena na základě experimentálních poznatků Andradeho a Tsiena [1]. Pomocí této korekce je zmenšena oblast singularity řešení v blízkosti počátku proudění. Z matematického pohledu se v podstatě jedná korekcí prvního řádu, což bylo dokázáno Revueltou a spol [36]. Samotné analytické řešení bylo vytvořeno v MATLABu zatímco pro numerické řešení byl použit software Ansys Fluent. Při numerické simulaci byly Navier-Stokesovi rovnice integrovány ve své plné formě za pomoci algoritmu založeném na tzv. rovnici korekce tlaku. Pulzační tryska byla poté řešena pro různé parametry tak, aby bylo možné zhodnotit vliv jednotlivých parametrů na evoluci takto modulovaného proudu. Nakonec byla posouzena možná aplikace pulzních trysek v průmyslu s ohledem na možnost snížení emisí v průběhu spalovacího procesu.
|
|
|
On the stress distribution near the tip of a sharp notch
Ostratický, Jakub ; Hrstka, Miroslav (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
The notch is a stress concentrator from the point of view of elasticity theory and the knowledge of the description of this stress in the vicinity of its tip is necessary for the correct functionality of a wide range of mechanical components and products. The stress at the tip of the notch is singular and it is technically impossible to prevent the initiation of cracks in its vicinity. However, it is known from fracture mechanics that the initiation and propagation of cracks is not influenced by the magnitude of the stress at their tips, but its intensity characterized by the so-called stress intensity factor. In the case of a notch, it is a generalized stress intensity factor or simply the amplitudes of the singular parts of the stress filed. These coefficients cannot be determined directly from the results of widely used numerical methods such as FEM, but it is necessary to use linear fracture mechanics methods based on the asymptotic solution of the equilibrium equations in elasticity. The presented work deals with the case of a symmetric sharp notch in an isotropic material under the mode I or II loadings. The stress singularity and the related stress intensity factor at the notch tip are analysed and evaluated. The derived asymptotic solution is compared with the results obtained from the FEM analysis.
|
|
|
Numerical Study Of Pulsating Jet At Moderately Small Reynolds Numbers
Dolinský, Jiří ; Doupník, Petr (referee) ; Popela, Robert (advisor)
Tato numerická studie je zaměřená na axisymetrickou pulzní trysku při zachování relativně nízkých Reynoldsových čísel a její fyzikální podstatu, která dosud nebyla zcela vysvětlena. Hlavním cílem práce bylo prozkoumat a zhodnotit vliv přidání periodického komponentu rychlosti ke stacionární složce rychlosti. Nejdříve byl řešen stacionární případ, poté byla do simulace přidána pulzace a byla vytvořena nestacionární simulace. Numerické řešení stacionárního případu bylo ověřeno pomocí asymptotického řešení, které předložil Hermann Schlichting [44]. Přesnost tohoto analytické řešení byla opravena na základě experimentálních poznatků Andradeho a Tsiena [1]. Pomocí této korekce je zmenšena oblast singularity řešení v blízkosti počátku proudění. Z matematického pohledu se v podstatě jedná korekcí prvního řádu, což bylo dokázáno Revueltou a spol [36]. Samotné analytické řešení bylo vytvořeno v MATLABu zatímco pro numerické řešení byl použit software Ansys Fluent. Při numerické simulaci byly Navier-Stokesovi rovnice integrovány ve své plné formě za pomoci algoritmu založeném na tzv. rovnici korekce tlaku. Pulzační tryska byla poté řešena pro různé parametry tak, aby bylo možné zhodnotit vliv jednotlivých parametrů na evoluci takto modulovaného proudu. Nakonec byla posouzena možná aplikace pulzních trysek v průmyslu s ohledem na možnost snížení emisí v průběhu spalovacího procesu.
|
|
| |
guest ::
