|
|
Air flow load on a roof structure induced by a helicopter during erection works
Fidler, Tomáš ; Križan, Jiří (referee) ; Nevařil, Aleš (advisor)
Diploma thesis is focused on modeling rotor downwash generated by the main rotor of helicopter and analyzing its effects on the roof structure. Theoretical definition of rotor downwash flow is described in the first part of the text. Governing equations of computational fluid dynamics are briefly explained as well as boundary layer and finite volume method. Next part inquires into numerical simulation of rotor downwash based on height of rotor above the roof, shape of roof plane and climatic conditions. Results are compared with climatic load values provided by actual Czech construction standard in the end of the text.
|
|
|
Effervescent Breakup and Combustion of Liquid Fuels: Experiment and Modelling
Broukal, Jakub ; Jedelský, Jan (referee) ; Klemeš,, Jiří (referee) ; Hájek, Jiří (advisor)
Tato práce se zaměřuje na oblast effervescentních sprejů a jejich aplikace na kapalné spalování s důrazem na průmyslové spalovací komory. Oba aspekty – modelování a experiment – jsou řešeny. Práce obsahuje obecný úvod, ve kterém jsou vysvětleny základní jevy rozpadu kapaliny a vířivého spalování a dále je představena effervescentní atomizace. Poté jsou popsány použité experimentální postupy jak pro měření spreje, tak pro měření tepelných toků do stěn při spalování. V následující kapitole jsou popsány numerické modely a jejich podstata je vysvětlena. Jsou zde uvedeny modely pro rozpad spreje, turbulenci a spalování použité během výzkumu. Vlastní výsledky práce jsou uvedeny formou samostatných článků (vydaných nebo přijatých) s dodatečnou částí věnovanou nepublikovaným relevantním výsledkům. Bylo zjištěno, že standardní modely sprejů jsou do jisté míry schopny popsat effervescentní spreje. Nicméně aby bylo možné predikovat plamen kapalného spreje, jsou zapotřebí detailnější modely sprejů, které dokáží přesně zachytit změnu průměrů kapek v radiálním a axiálním směru. Experimentální měření effervescentních sprejů bylo provedeno pomocí navrhnuté metodiky. Výsledky měření byly analyzovány s důrazem na radiální a axiální vývoj průměrů kapek a některé nové jevy byly popsány. Nepřímá úměrnost mezi gas-liquid-ratio a středním průměrem kapek byla potvrzena. Dále by popsán jev, kdy pro různé axiální vzdálenosti které dojde k úplnému převrácení závislosti středního průměru na axiální vzdálenosti. V závěru je uvedeno shrnutí, které rekapituluje hlavní výsledků a závěry. V závěrečných poznámkách je nastíněn možný budoucí postup. Experimentální data pro ověřování budoucích effervescentních modelů jsou poskytnuta.
|
|
|
Stress-strength analysis of an impeller shaft using fluid-structure interaction modelling
Zifčáková, Barbora ; Vondál, Jiří (referee) ; Juřena, Tomáš (advisor)
This master’s thesis deals with numerical simulations of type FSI (Fluid Structure Interaction). Software used is ANSYS Fluent and ANSYS Mechanical. The aim of this thesis is to study the interaction between fluid flow in the mixing tank used in pharmaceutical industry to process eggshells and the agitator whose shaft has deformed during operation. CFD part consists of both one-phase and multi-phase transient simulations. The impact of solid body deformation on fluid flow is neglected hence only one-way Fluid Structure Interaction is considered for the simulations. Fluid flow in the tank and stress-strain behavior of the shaft is evaluated both in quasi-steady state and during start-up of the device. Computations showed that the impact of eggshells on agitator is negligible during operation (in quasi-steady state) unlike the behavior during start-up of the device when stresses and strains of the shaft are significantly higher. Possible reasons why the shaft deformed are presented and further numerical simulations are discussed and suggested.
|
|
|
Study of Inertial Particle Separator in a typical turboprop engine
Skála, Adam ; Doupník, Petr (referee) ; Popela, Robert (advisor)
This thesis focuses on ingestion of foreign objects into standard turboprop engine GE H80 situated in aircraft Let L-410 Turbolet. Aim of this study is to create methodology of numerical simulation of particle movement inside the engine, which could be used during design process of Inertial Particle Separator device. Thesis consists of backward-facing step benchmark study which validates used methodology. Second part describes flow field calculation and numerical setup. The last part is dedicated to particle tracking analysis. Simulated trajectories are visually investigated, and coordinates of particle impacts at 1st rotor of a compressor are correlated to position of real observed damage.
|
|
|
Simplified flow distribution modelling
Rebej, Miroslav ; Vondál, Jiří (referee) ; Turek, Vojtěch (advisor)
Tato diplomová práce se zaměřuje na modelování proudění tekutiny v paralelních distribučních systémech, kde hraje důležitou roli rovnoměrnost distribuce tekutin. Pro tento účel je vytvořen vlastní CFD kód. Kód je napsán v programovacím jazyce Java a používá ke zlepšení výkonu knihovny třetích stran, které se vyznačují přímým přístupem ke hardwarovým a systémovým prostředkům. Kód se také vyznačuje určitými zjednodušeními, u nichž se očekává, že sníží výpočetní časy. Vliv použitých zjednodušujících opatření je vyhodnocen porovnáním výsledků simulací proudění na několika geometriích s údaji získanými z podrobných modelů CFD. Geometrie použitých svazků trubek se odlišují různými uspořádáními toku a trubek a také různým počtem trubek.
|
|
|
Optimization of nozzles for firefighter sport
Páral, Filip ; Klas, Roman (referee) ; Fialová, Simona (advisor)
This thesis deals with flow inside of the firesport nozzles. Those are used for a fire attack, one of the firesport disciplines. The research part of this thesis introduces a fire attack, commonly used equipment and hydraulic losses that occur during the flow. This part also consists of an overview of current firefighting and firesport nozzles. It includes requirements for nozzles that are used in the fire attack discipline. Second part of the thesis presents the flow analysis inside firesport nozzles using commercial software for computational fluid dynamics (CFD), ANSYS Fluent. Several nozzle designs are proposed at the end of this thesis, based on conclusions from previous part. These designs satisfy firesport nozzle requirements, previously stated in this thesis.
|
|
|
Design of turbine engine inlet in NACA-duct configuration
Babinec, Viktor ; Navrátil, Jan (referee) ; Doupník, Petr (advisor)
This master thesis is focused on design and aerodynamic analysis of subsonic turbine engine inlet in NACA duct configuration for unmanned aircraft. The first part of this paper is methodics for design considerations for NACA duct, which is based on theoretical analysis of this type of inlet. The acquired knowledge is used to design an inlet for the specified unmanned aircraft that is subject of CFD analysis. The impact of deflectors is considered in the evaluation and the solution is compared to the S-duct inlet. The proposed inlet with deflectors meets DC60 distortion criterion for all specified cases and the pressure losses requirements are met for lower velocities. Based on the results, the recommended application is for aircraft that flies in optimal design conditions for most of the mission.
|
|
|
Simulation of thermally activated foundation structures of buildings
Sliva, Matěj ; Adam, Pavel (referee) ; Šikula, Ondřej (advisor)
Diploma thesis deals with geothermal foundations. The aim of the thesis is to find optimal way of pipe winding for heat-carrying liquid in foundation piles. The problem is solved by CFD simulations in ANSYS Fluent. Determinative parameters like the pressure loss, heat fluxes and U-value in one pile circuit with two ways of pipe installations – Single coil, where reverse pipe is led in the middle of pile and Duplex Coil with reverse pipe in spiral shape are observed.
|
|
|
The dynamic characteristics of check valve
Pavlík, Václav ; Dokoupil, Pavel (referee) ; Habán, Vladimír (advisor)
This master´s thesis provides an overview of all designs of check valves, their usage and typical features. Main purpose of this work is to clear up the phenomenon of check valve slam and the other problems that occur during transients. The check valve slam was measured at the test rig in the hydraulic laboratory. For unsteady flow evaluation after pump shut down was used Gibson method. The dynamic characteristic was possible to create by results from this method. It was achieved without impact of the speed of sound in the fluid. This work also contains 2D transient CFD calculations, which was used for evaluation of the hydrodynamic torque acting on the hinge pin. This approach provides an option to calculate wide range of cases at the expense of not entirely exact geometry. The main contribution of the theoretical study at the beginning of this thesis is its entireness. It might give an important clue when right valve is selecting. For good choice of valve might be helpful to use dynamic characteristics in this thesis presented. Mentioned characteristics were created by new way and its background is in measurements and simplified CFD calculations.
|
|
|
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.
|
guest ::
