Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Název projektu
Numerické modelování dynamických jevů v mechanice tekutin s podporou experimentálního výzkumu
Kód
SP2019/123
Řešitel
Období řešení projektu
01. 01. 2019 - 31. 12. 2019
Předmět výzkumu
Předmětem výzkumu bude numerické modelování dynamických jevů v souvislostí s vícefázovým prouděním v tekutinových prvcích s uvažováním fázové změny (vodní kavitace a olejová kavitace). Definované a numericky řešené matematické modely proudění budou verifikovány na stávajících experimentálních měřících tratích, které budou vhodně doplněny o měřící zařízení a zkoumané tekutinové prvky. Pro 3D numerické simulace v prostředí programu ANSYS Fluent bude použitá výkonná pracovní stanice s ohledem na náročné časově závislé řešení dynamických jevů, kdy využití běžných pracovních stanic je nedostačující. Zkoumání dynamických jevů v souvislostí s využitím numerických metod matematického modelování (metoda konečných objemů) bude dále rozšířeno o vyhodnocení frekvenční analýzy (FFT) s použitím výkonné pracovní stanice. V oblasti experimentálních měření budou vyhodnoceny charakteristiky tekutinových komponentů z měření základních proudových veličin, jako je tlak a průtok. Dále bude realizována pomocí vysokorychlostní kamery vizualizace oblasti proudění, a tedy snímání vybrané oblasti proudového pole.
Členové řešitelského týmu
Bc. Filip Adamec
doc. Ing. Marian Bojko, Ph.D.
Ing. Petr Brzezina
Ing. Adam Bureček, Ph.D.
Bc. Jakub Charvát
Bc. Štěpán Chmura
doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D.
Ing. Pavel Dresler
Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D.
Ing. Filip Dýrr
Ing. Kamil Fojtášek, Ph.D.
Ing. Ondřej Friedel
Bc. Lukáš Fuksa
Bc. Petr Holiš
Ing. Veronika Mořkovská
Bc. Filip Horáček
doc. Dr. Ing. Lumír Hružík
Bc. Tomáš Kiszka
prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Ing. Marian Ledvoň
Ing. Patrik Marcalík
Bc. Lukáš Marek
Ing. Lubor Pavelec
Ing. Tomáš Polášek
Ing. Jana Jablonská, Ph.D.
Ing. Ladislav Šeděnka
Bc. Ondřej Šlosar
Ing. Martin Vrábel, PhD.
Bc. Paweł Zawada
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)
Výstupem projektu budou minimálně 3 publikace v odborném časopise nebo ve sborníku s konference evidovaných v databázích (SCOPUS nebo WoS).
Vybrané části budou řešeny v rámci diplomových prací – 3 diplomové práce.

Cíle jednotlivých částí projektu:

1)Definování a aplikace CFD matematického modelu vícefázového proudění s fázovou změnou
- charakteristika CFD matematického modelu (základní bilanční rovnice přenosu hmoty a hybnosti),
- specifikace okrajových a počátečních podmínek,
- aplikace CFD matematického modelu na tekutinový prvek (lavalova dýza, venturiho trubice),
- vyhodnocení CFD numerické simulace, frekvenční analýza

2) Měření charakteristik tekutinových komponentů
- návrh a specifikace experimentálních zařízení, měřící tratě,
- realizace experimentálního zařízení,
- měření základních veličin (tlak p a průtok Qv) ve vybraných místech s ohledem na verifikaci matematického modelu, měření pro různé provozní podmínky
- vyhodnocení časově závislých průběhu tlaku p a průtoku Q, zpracování dat
- případné využití vysokorychlostní kamery ke snímání vybrané oblasti proudového pole

3) Verifikace
- Verifikace definovaného CFD matematického modelu na základě experimentálního měření
- porovnání průběhu tlaku vyhodnocených z CFD simulace a experimentálního měření
- porovnání vybrané oblasti proudového pole z CFD analýzy a ze záznamu pořízeného vysokorychlostní kamerou
- vzájemná verifikace CFD analýzy a experimentálního měření, případná úprava matematického modelu

Harmonogram:

únor až duben 2019 – definování CFD matematického modelu vícefázového proudění s fázovou změnou, návrh experimentálního zařízení pro měření,

květen 2019 – aplikace CFD matematického modelu vícefázového proudění s fázovou změnou na proudění v Lavalově dýze, Venturiho trubici v programu ANSYS Fluent, nákup prvků a potřebného vybavení k experimentálnímu měření

červen až záři 2019 - pokračování v numerických CFD výpočtech v programu ANSYS Fluent, verifikace CFD modelu s experimentálním měřením,

říjen až listopad 2019 – úprava a aplikace CFD matematického modelu, finální porovnání výsledků CFD modelu s experimentálním měřením, příprava publikací

prosinec 2019 - hodnocení a ukončení projektu.

Rozpočet projektu - uznané náklady

Návrh Skutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,- 0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek) 0,- 0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti 0,- 0,-
2. Stipendia 140000,- 130000,-
3. Materiálové náklady 11551,- 40788,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek 194000,- 49831,-
5. Služby 101600,- 32069,-
6. Cestovní náhrady 40000,- 29472,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory 76350,- 53573,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory) 0,- 0,-
9. Pořízení investic 200000,- 200000,-
Plánované náklady 763501,-
Uznané náklady 535733,-
Celkem běžné finanční prostředky 763501,- 535733,-
Zpět na seznam