|
|
Pokročilé metody pro inverzní úlohy vedení tepla
Komínek, Jan ; Čarnogurská, Mária (oponent) ; Hajduk,, Daniel (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
Numerické simulace tepelných procesů jsou založeny na znalosti geometrie, materiálových vlastností, počátečních a okrajových podmínek. Masivnímu používání těchto simulací v hutním průmyslu (například pro simulaci tepelného zpracování oceli) brání neznámost přesných okrajových podmínek, které na rozdíl od ostatních vstupních parametrů obvykle není snadné určit. Protože pro většinu netriviálních procesů neexistují dostatečně přesné empirické vztahy, je nutné okrajové podmínky získávat experimentální cestou. Okrajové podmínky nejde měřit přímo. Proto jsou místo nich zaznamenávány podpovrchové teploty, které jsou pomocí inverzní úlohy vedení tepla přepočítány na hledané okrajové podmínky. Tato dizertační práce se zaměřuje na dva typy inverzních úloh, které jsou stávajícími metodami špatně řešitelné. Prvním typem jsou úlohy, ve kterých dochází k prudkým (téměř skokovým) nárůstům/poklesům hodnoty okrajové podmínky. Pro tento typ úloh jsou v práci navrženy a srovnávány dva nové přístupy. Druhým typem úlohy je nestacionárně nehomogenní chlazení. Pro tento případ jsou vyvinuty tři nové metody, které jsou aplikovány na případ vodního chlazení svislého povrchu hliníkového vzorku. Základní vlastností popisovaného případu je nehomogenita chlazení. Část povrchu je intenzivně chlazena stékající vodou na rozdíl od druhé části povrchu, který je chlazen jen s malou intenzitou, protože je od přímého kontaktu s vodou chráněn parní vrstvou (Leidenfrostův efekt). Rozložení těchto dvou částí je navíc nestacionární (v průběhu experimentu se mění). Nově vyvinuté metody jsou vzájemně porovnávány.
|
|
|
Vývoj inverzní sub-doménové metody pro výpočet okrajových podmínek vedení tepla
Hřibová, Veronika ; Klimeš, Lubomír (oponent) ; Pohanka, Michal (vedoucí práce)
V technické praxi je velmi důležité vyvíjet výpočetně efektivní a zároveň přesné a stabilní numerické metody pro řešení úloh přenosu tepla a hmoty. Tato práce se zaměřuje na inverzní úlohu vedení tepla, která je potřebná k výpočtům okrajových podmínek (teploty, tepelného toku nebo součinitele přenosu tepla). V dnešní době jsou k výpočtu inverzní úlohy používané sekvenční metoda a metoda pro výpočet celé domény. V této diplomové práci je vyvinut nový přístup k inverzní úloze, tzv. sub-doménová metoda, ve které dochází k vyzdvižení výhod a naopak potlačení nevýhod obou známých metod. Součástí práce je i testování všech zmíněných přístupů k inverzní úloze na vygenerovaných datech a datech z reálných experimentů. Dále je tato nová metoda porovnávána s oběma známými metodami, a to jak vzhledem k přesnosti výsledků, tak i vzhledem k výpočtové náročnosti.
|
|
|
Determination of thermal conductivity anisotropy of polymeric heatsinks for electronics
Brachna, Róbert ; Kůdelová, Tereza (oponent) ; Komínek, Jan (vedoucí práce)
The master's thesis focuses on creating a numerical model of a polymeric heat sink with emphasis on its significant thermal conductivity anisotropy. This anisotropy is caused by highly thermally conductive graphite filler. Its final orientation is given by the melt flow inside the mould cavity during injection molding. The numerical model is created on the basis of a heat sink prototype subjected to experimental measurements, whose physical conditions are reliably replicated by the model. The determination of anisotropy is divided into two parts. The qualitative part is based on the fracture analysis of the heat sink prototype and determines the principal directions of the conductivity tensor in individual sections of the geometry. The computation of principal conductivities falls into the quantitative part, in which this task is formulated as an inverse heat conduction problem. The input data for the proposed task are experimentally obtained temperatures at different places of the geometry. The values of principal conductivities are optimized to minimize the difference between the measured and simulated temperatures.
|
|
|
Processing of temperature data for inverse heat conduction tasks
Brachna, Róbert ; Komínek, Jan (oponent) ; Luks, Tomáš (vedoucí práce)
This bachelor's thesis deals with digital filters and noise removal from temperature measurements. The basic concept for the proper understanding of properties of filters is the discrete Fourier transform, which is illustrated on a given example. Next, the thesis considers linear filters and the design of basic types for noise reduction. An adaptive filter is designed by analyzing experimental data. This filter is subjected to further analysis using a simulated cooling process disrupted with artificially added noise and will be compared to other conventional filters. One criterion is to compare the curve of the filtered temperature to the simulated one. The second criterion is the reconstructed boundary condition, which is the output of the inverse heat conduction task.
|
|
|
Determination of thermal conductivity anisotropy of polymeric heatsinks for electronics
Brachna, Róbert ; Kůdelová, Tereza (oponent) ; Komínek, Jan (vedoucí práce)
The master's thesis focuses on creating a numerical model of a polymeric heat sink with emphasis on its significant thermal conductivity anisotropy. This anisotropy is caused by highly thermally conductive graphite filler. Its final orientation is given by the melt flow inside the mould cavity during injection molding. The numerical model is created on the basis of a heat sink prototype subjected to experimental measurements, whose physical conditions are reliably replicated by the model. The determination of anisotropy is divided into two parts. The qualitative part is based on the fracture analysis of the heat sink prototype and determines the principal directions of the conductivity tensor in individual sections of the geometry. The computation of principal conductivities falls into the quantitative part, in which this task is formulated as an inverse heat conduction problem. The input data for the proposed task are experimentally obtained temperatures at different places of the geometry. The values of principal conductivities are optimized to minimize the difference between the measured and simulated temperatures.
|
|
|
Processing of temperature data for inverse heat conduction tasks
Brachna, Róbert ; Komínek, Jan (oponent) ; Luks, Tomáš (vedoucí práce)
This bachelor's thesis deals with digital filters and noise removal from temperature measurements. The basic concept for the proper understanding of properties of filters is the discrete Fourier transform, which is illustrated on a given example. Next, the thesis considers linear filters and the design of basic types for noise reduction. An adaptive filter is designed by analyzing experimental data. This filter is subjected to further analysis using a simulated cooling process disrupted with artificially added noise and will be compared to other conventional filters. One criterion is to compare the curve of the filtered temperature to the simulated one. The second criterion is the reconstructed boundary condition, which is the output of the inverse heat conduction task.
|
|
|
Pokročilé metody pro inverzní úlohy vedení tepla
Komínek, Jan ; Čarnogurská, Mária (oponent) ; Hajduk,, Daniel (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
Numerické simulace tepelných procesů jsou založeny na znalosti geometrie, materiálových vlastností, počátečních a okrajových podmínek. Masivnímu používání těchto simulací v hutním průmyslu (například pro simulaci tepelného zpracování oceli) brání neznámost přesných okrajových podmínek, které na rozdíl od ostatních vstupních parametrů obvykle není snadné určit. Protože pro většinu netriviálních procesů neexistují dostatečně přesné empirické vztahy, je nutné okrajové podmínky získávat experimentální cestou. Okrajové podmínky nejde měřit přímo. Proto jsou místo nich zaznamenávány podpovrchové teploty, které jsou pomocí inverzní úlohy vedení tepla přepočítány na hledané okrajové podmínky. Tato dizertační práce se zaměřuje na dva typy inverzních úloh, které jsou stávajícími metodami špatně řešitelné. Prvním typem jsou úlohy, ve kterých dochází k prudkým (téměř skokovým) nárůstům/poklesům hodnoty okrajové podmínky. Pro tento typ úloh jsou v práci navrženy a srovnávány dva nové přístupy. Druhým typem úlohy je nestacionárně nehomogenní chlazení. Pro tento případ jsou vyvinuty tři nové metody, které jsou aplikovány na případ vodního chlazení svislého povrchu hliníkového vzorku. Základní vlastností popisovaného případu je nehomogenita chlazení. Část povrchu je intenzivně chlazena stékající vodou na rozdíl od druhé části povrchu, který je chlazen jen s malou intenzitou, protože je od přímého kontaktu s vodou chráněn parní vrstvou (Leidenfrostův efekt). Rozložení těchto dvou částí je navíc nestacionární (v průběhu experimentu se mění). Nově vyvinuté metody jsou vzájemně porovnávány.
|
|
|
Vývoj inverzní sub-doménové metody pro výpočet okrajových podmínek vedení tepla
Hřibová, Veronika ; Klimeš, Lubomír (oponent) ; Pohanka, Michal (vedoucí práce)
V technické praxi je velmi důležité vyvíjet výpočetně efektivní a zároveň přesné a stabilní numerické metody pro řešení úloh přenosu tepla a hmoty. Tato práce se zaměřuje na inverzní úlohu vedení tepla, která je potřebná k výpočtům okrajových podmínek (teploty, tepelného toku nebo součinitele přenosu tepla). V dnešní době jsou k výpočtu inverzní úlohy používané sekvenční metoda a metoda pro výpočet celé domény. V této diplomové práci je vyvinut nový přístup k inverzní úloze, tzv. sub-doménová metoda, ve které dochází k vyzdvižení výhod a naopak potlačení nevýhod obou známých metod. Součástí práce je i testování všech zmíněných přístupů k inverzní úloze na vygenerovaných datech a datech z reálných experimentů. Dále je tato nová metoda porovnávána s oběma známými metodami, a to jak vzhledem k přesnosti výsledků, tak i vzhledem k výpočtové náročnosti.
|
host ::
RSS.