|
|
Numerical Study Of Pulsating Jet At Moderately Small Reynolds Numbers
Dolinský, Jiří ; Doupník, Petr (oponent) ; Popela, Robert (vedoucí práce)
This numerical study is focused on axisymmetric pulsatile jets of moderately small Reynolds numbers and their physics which has not been fully understood so far. The main goal of the thesis is to investigate and assess the effect of introducing time-harmonic velocity component onto the steady velocity component. At first, the steady case was resolved and verified, afterwards the pulsation was introduced and the unsteady solution was carried out. The numerical solution for steady axisymmetric jet has been verified based on asymptotic solution obtained by Hermann Schlichting [44]. Moreover, an original Schlichting's solution was corrected according to an experimental observation obtained by Andrade and Tsien [1], which reduces solution singularity in the near-nozzle area. This correction was proven to be a first-order correction of the original asymptotic solution from a mathematical standpoint by Revuelta et al [36]. The analytical solution was developed in MATLAB while for the numerical simulation, the Ansys Fluent was used and the time-accurate integration of the Navier-Stokes equations based on pressure-correction approach was employed in order to solve the problem. The pulsatile jet was calculated for a set of different parameters in order to assess their impact on the jet evolution. Finally, the possible application in the industry with regards to elimination of pollutants emerging during the combustion process was discussed.
|
|
|
Numerical Study Of Pulsating Jet At Moderately Small Reynolds Numbers
Dolinský, Jiří ; Doupník, Petr (oponent) ; Popela, Robert (vedoucí práce)
This numerical study is focused on axisymmetric pulsatile jets of moderately small Reynolds numbers and their physics which has not been fully understood so far. The main goal of the thesis is to investigate and assess the effect of introducing time-harmonic velocity component onto the steady velocity component. At first, the steady case was resolved and verified, afterwards the pulsation was introduced and the unsteady solution was carried out. The numerical solution for steady axisymmetric jet has been verified based on asymptotic solution obtained by Hermann Schlichting [44]. Moreover, an original Schlichting's solution was corrected according to an experimental observation obtained by Andrade and Tsien [1], which reduces solution singularity in the near-nozzle area. This correction was proven to be a first-order correction of the original asymptotic solution from a mathematical standpoint by Revuelta et al [36]. The analytical solution was developed in MATLAB while for the numerical simulation, the Ansys Fluent was used and the time-accurate integration of the Navier-Stokes equations based on pressure-correction approach was employed in order to solve the problem. The pulsatile jet was calculated for a set of different parameters in order to assess their impact on the jet evolution. Finally, the possible application in the industry with regards to elimination of pollutants emerging during the combustion process was discussed.
|
|
|
Running flutter waves in blades cascade
Půst, Ladislav ; Pešek, Luděk
The simplified mathematical model of dynamic properties of bladed cascade excited by wakes of flowing steam from the stationary cascade is derived. Interaction of this kind of forced excitation with aero-elastic self-excitation described by Van der Pol formula causes origin of flutter and its. running waves. It is shown that the velocity, direction of flutter running waves and mode of vibration depend on the blades’ number ratio and on kind of self-excitation forces on individual blade or on inter-blade distance.
|
|
|
Laminární vírová řada za ohřívaným válcem při nerovnoměrném rozložení teploty povrchu
Trávníček, Zdeněk ; Šponiar, D.
Laminární vírová řada (Kármánova vírová řada) za kruhovým válcem byla zkoumána za neizotermických podmínek. Numerická simulace se zaměřila na dynamiku úplavu i na sdílení tepla. Výsledky byly porovnány s experimentálními údaji. Proudění se předpokládalo dvourozměrné a laminární. Byly použity modely nestlačitelné i stlačitelné tekutiny; tekutinou byl vzduch. Třebaže obzvláštní pozornost byla věnována simulaci teplotních okrajových podmínek na povrchu válce, jejich vliv na dynamiku úplavu nebo na sdílení tepla nebyl identifikován.
|
|
|
Numerická simulace Kármánovy vírové řady za izotermických i neizotermických podmínek
Šponiar, D. ; Trávníček, Zdeněk ; Vogel, J.
Článek se zaměřuje na numerickou simulaci úplavu za kruhovým válcem za izotermických i neizotermických podmínek, s použitím řešiče FLUENT. Úloha je dvourozměrná, proudění laminární a nestlačitelné. Proudící tekutinou je vzduch, sledovaný rozsah Reynoldsovova čísla Re = 30:-170. Výsledek numerické simulace isotermického případu souhlasí velmi dobře s experimentem, s výjimkou okolí kritického stavu (hranice mezi ustáleným a periodickým režimem úplavu); maximální rozdíl mezi výpočtem a experimentem činil 1.2%. Výsledek numerické simulace neisotermického případu je poměrně dobrý – opět výjimkou okolí kritického stavu.
|
|
|
Numerická simulace Kármánovy vírové řady
Šponiar, D. ; Trávníček, Zdeněk ; Vogel, Jiří
Tato práce popisuje numerické vyšetřování úplavu za kruhovým válcem pomocí řešiče FLUENT. Úloha je dvourozměrná, proudění laminární, isotermické a nestlačitelné. Proudící tekutinou je vzduch, sledovaný rozsah Reynoldsovova čísla Re = 30÷170. V rozsahu Re = 30÷60 je výsledkem symetrický stacionárního úplav, v rozsahu Re = 60÷170 Kármánova vírová řada. Frekvence periodického odtrhávání vírů byla vyhodnocena do podoby závislosti Strouhalova čísla na Reynoldsově čísle. Tato závislost velmi dobře odpovídá experimentálním údajům, maximální rozdíl mezi výpočtem a experimentem činí 1.2%.
|
|
|
Numerická simulace Kármánovy vírové řady
Šponiar, D. ; Trávníček, Zdeněk ; Vogel, Jiří
Úplav za kruhovým válcem je zkoumán s pomocí řešiče FLUENT. Předpoklady proudění vzduchu jsou následující: dvourozměrnost a nestlačitelnost, laminární a isotermický případ. Rozsah Reynoldsova čísla je Re = 30-170. Numerická simulace dává ustálený úplav pro Re = 30-60, a periodické odtrhávání vírů (Kármánova vírová řada) pro Re = 60-170. Frekvence odtrhávání vírů byla kvantifikována do podoby závislosti Strouhalova čísla na Reynoldsově čísle. Výsledky velmi dobře souhlasí s předchozími experimentálními údaji, přitom maximální odchylka numerické simulace a experimentů je 1.2%.
|
|
|
Od zpívajících telegrafních drátů k teplotnímu řízení úplavu
Trávníček, Zdeněk
Vytváření vírů v úplavu za špatně obtékaným tělesem je jedním ze základních příkladů mechaniky tekutin, který byl zkoumán již mnohokrát od dob Prof. Strouhala na konci 19. století. Tato práce shrnuje (1) historické souvislosti, (2) motivace a cíle nedávných studií a (3) výsledky nejnovějších výzkumů v Ústavu termomechaniky, které byly dosaženy při výzkumu ohřívaného i ochlazovaného válce, a které se zabývaly touto problematikou zároveň z pohledu mechaniky tekutin i nauky o přestupu tepla.
|
host ::
RSS.