|
|
Fluid-Structure Interaction between Structural Components of Hydraulic Turbine and Fluid Flow
Havlásek, Michal ; Malenovský, Eduard (referee) ; Vimmr, Jan (referee) ; Pochylý, František (advisor)
Tato dizertační práce se zabývá dvěma případy interakce tělesa s tekutinou (FSI). První z nich se zabývá analýzou vzájemné interakce mezi rotorem čerpadla a kapalinou uvnitř těsnící spáry. Vliv těsnící spáry na dynamiku celého stoje je popsán pomocí dynamických parametrů, které jsou také označovaný jako přídavné účinky. V současnosti používané modely těsnících spár používají pro stanovení dynamických parametrů řadu zjednodušujících předpokladů. V této práci je prezentováno pět různých analýz dynamických parametrů těsnící spáry čerpadla na okysličovadlo. Každá z těchto pěti analýz používá jinou míru zjednodušení výpočetního modelu. V případě největšího zjednodušení je modelován pouze objem kapaliny uvnitř těsnící spáry. Nejkomplexnější analýza pro stanovení dynamických parametrů těsnící spáry používá pro výpočet model celého čerpadla s excentrickou polohou rotoru. Druhá část této dizertační práce definuje novou metodu pro řešení interakce kapaliny s pružným tělesem. Tato metoda využívá řešení inverzního problému kmitání. Přímý problém kmitání, který je také označován jako problém vlastních hodnot, používá jako vstupy pro řešení matice hmotnosti, tuhosti a tlumení, které jsou dohromady označovány jako koeficientové matice, na základě kterých je v nejobecnějším případě stanovena Jordanovská matice a také modální matice pravostranných a levostranných vlastních vektorů. Při řešení inverzního problému kmitání jsou stanoveny koeficientové matice na základě Jordanovské matice a modálních matic pravostranných a levostranných vlastních vektorů. Existují dva případy inverzního problému kmitání. V případě, že jsou známy všechny vstupní vlastní čísla a vlastní vektory, pak se jedná o tzv. plný problém. Naopak v případě, že alespoň 1 mód kmitání soustavy není znám, tak se jedná o tzv. částečný problém. V této práci je prezentováno 5 algoritmů pro řešení inverzního problému v kmitání. Nicméně pro každý typ inverzního problému kmitání je prezentován jeden univerzální algoritmus. Algoritmus pro řešení plných problémů byl poprvé prezentován v roce 1979 Otakarem Daňkem. Algoritmy pro řešení částečných problémů, které jsou prezentovány v této práci, jsou vůbec prvními algoritmy pro řešení tohoto typu inverzního problému kmitání. Univerzální algoritmus pro řešení částečných problémů je označován jako algoritmus pro řešení částečných problémů s volbou doplňkových vlastních hodnot. Aplikace těchto dvou univerzálních algoritmů pro řešení inverzního problému kmitání pro případ plných i částečných problémů je ukázána na řešení dvou případů interakce pružného tělesa s kapalinou.
|
|
|
FLow in cracs
Ocásek, Adam ; Veselý, Jindřich (referee) ; Haluza, Miloslav (advisor)
This Master’s thesis investigates the flow in sealing gaps of impeller within pumps and turbines. Sealing gaps are installed to improve the volumetric efficiency in this type of fluid machinery. Despite present extensive research this subject has not been entirely documented and the thesis’ aim is to improve our knowledge in this matter. At the beginning, the practical experiment is used in order to establish appropriate numerical description of flow in seals and to calibrate software FLUENT. In chapter five, the thesis analyses the influence of seal design on volumetric efficiency of pumps and turbines and defines its optimal construction to improve the efficiency. The thesis then examines the effect of rotor eccentricity on flow properties, flow rate and pressure distribution within the sealing gap. In the last section, through chapters six to eight, the flow results provided by numerical solution in FLUENT and selected analytical equations, or their modified forms, are being discussed. The degree of correspondence between the results is also studied.
|
|
|
Volumetric losses
Feldová, Petra ; Sluše, Jan (referee) ; Klas, Roman (advisor)
The main goal of this bachelor thesis is to evaluate the flow of sealing gaps and assess the impact of the expansion chambers of various shapes , placing them in order to reduce volumetric losses . The first section summarizes theoretical knowledge of pumps, which suffer the most from these losses. There are also described the analytic solutions of flow in the cracks and possible use of simulation programs, such as Fluent, for investigation of more difficult tasks. The computational part compares analytically determined values of the volume flow for smooth gap, with the values obtained from the program Fluent. Thanks to the values from this program is also possible to assess the effect of rotation on the flows. Analytical relationships do not include this impact . For easier comparison the flow in the expansion chambers are further drawn contours of the static pressure, velocity vectors and pathlines in their cross-section.
|
|
|
Fluid-Structure Interaction between Structural Components of Hydraulic Turbine and Fluid Flow
Havlásek, Michal ; Malenovský, Eduard (referee) ; Vimmr, Jan (referee) ; Pochylý, František (advisor)
Tato dizertační práce se zabývá dvěma případy interakce tělesa s tekutinou (FSI). První z nich se zabývá analýzou vzájemné interakce mezi rotorem čerpadla a kapalinou uvnitř těsnící spáry. Vliv těsnící spáry na dynamiku celého stoje je popsán pomocí dynamických parametrů, které jsou také označovaný jako přídavné účinky. V současnosti používané modely těsnících spár používají pro stanovení dynamických parametrů řadu zjednodušujících předpokladů. V této práci je prezentováno pět různých analýz dynamických parametrů těsnící spáry čerpadla na okysličovadlo. Každá z těchto pěti analýz používá jinou míru zjednodušení výpočetního modelu. V případě největšího zjednodušení je modelován pouze objem kapaliny uvnitř těsnící spáry. Nejkomplexnější analýza pro stanovení dynamických parametrů těsnící spáry používá pro výpočet model celého čerpadla s excentrickou polohou rotoru. Druhá část této dizertační práce definuje novou metodu pro řešení interakce kapaliny s pružným tělesem. Tato metoda využívá řešení inverzního problému kmitání. Přímý problém kmitání, který je také označován jako problém vlastních hodnot, používá jako vstupy pro řešení matice hmotnosti, tuhosti a tlumení, které jsou dohromady označovány jako koeficientové matice, na základě kterých je v nejobecnějším případě stanovena Jordanovská matice a také modální matice pravostranných a levostranných vlastních vektorů. Při řešení inverzního problému kmitání jsou stanoveny koeficientové matice na základě Jordanovské matice a modálních matic pravostranných a levostranných vlastních vektorů. Existují dva případy inverzního problému kmitání. V případě, že jsou známy všechny vstupní vlastní čísla a vlastní vektory, pak se jedná o tzv. plný problém. Naopak v případě, že alespoň 1 mód kmitání soustavy není znám, tak se jedná o tzv. částečný problém. V této práci je prezentováno 5 algoritmů pro řešení inverzního problému v kmitání. Nicméně pro každý typ inverzního problému kmitání je prezentován jeden univerzální algoritmus. Algoritmus pro řešení plných problémů byl poprvé prezentován v roce 1979 Otakarem Daňkem. Algoritmy pro řešení částečných problémů, které jsou prezentovány v této práci, jsou vůbec prvními algoritmy pro řešení tohoto typu inverzního problému kmitání. Univerzální algoritmus pro řešení částečných problémů je označován jako algoritmus pro řešení částečných problémů s volbou doplňkových vlastních hodnot. Aplikace těchto dvou univerzálních algoritmů pro řešení inverzního problému kmitání pro případ plných i částečných problémů je ukázána na řešení dvou případů interakce pružného tělesa s kapalinou.
|
|
|
Volumetric losses
Feldová, Petra ; Sluše, Jan (referee) ; Klas, Roman (advisor)
The main goal of this bachelor thesis is to evaluate the flow of sealing gaps and assess the impact of the expansion chambers of various shapes , placing them in order to reduce volumetric losses . The first section summarizes theoretical knowledge of pumps, which suffer the most from these losses. There are also described the analytic solutions of flow in the cracks and possible use of simulation programs, such as Fluent, for investigation of more difficult tasks. The computational part compares analytically determined values of the volume flow for smooth gap, with the values obtained from the program Fluent. Thanks to the values from this program is also possible to assess the effect of rotation on the flows. Analytical relationships do not include this impact . For easier comparison the flow in the expansion chambers are further drawn contours of the static pressure, velocity vectors and pathlines in their cross-section.
|
|
|
FLow in cracs
Ocásek, Adam ; Veselý, Jindřich (referee) ; Haluza, Miloslav (advisor)
This Master’s thesis investigates the flow in sealing gaps of impeller within pumps and turbines. Sealing gaps are installed to improve the volumetric efficiency in this type of fluid machinery. Despite present extensive research this subject has not been entirely documented and the thesis’ aim is to improve our knowledge in this matter. At the beginning, the practical experiment is used in order to establish appropriate numerical description of flow in seals and to calibrate software FLUENT. In chapter five, the thesis analyses the influence of seal design on volumetric efficiency of pumps and turbines and defines its optimal construction to improve the efficiency. The thesis then examines the effect of rotor eccentricity on flow properties, flow rate and pressure distribution within the sealing gap. In the last section, through chapters six to eight, the flow results provided by numerical solution in FLUENT and selected analytical equations, or their modified forms, are being discussed. The degree of correspondence between the results is also studied.
|
guest ::
