Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Název projektu
Numerické modelování transientních úloh proudění tekutin s podporou experimentálního výzkumu
Kód
SP2022/32
Řešitel
Období řešení projektu
01. 01. 2022 - 31. 12. 2022
Předmět výzkumu
Předmětem výzkumu bude numerické modelování transientních úloh v souvislostech s prouděním Ne-newtonských tekutin a vícefázovým prouděním v tekutinových prvcích a systémech. Proudění Ne-newtonských tekutin bude řešeno ve spojení s pohybujícími se vzájemně překrývajícími výpočetními sítěmi metodou konečných objemů (MKO). V oblasti vícefázové proudění tekutin bude uvažována fázová změna v souvislostech s vyšetřováním vodní a olejové kavitace numerickými simulacemi. Pro prostorové 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. Výzkum transientních dynamických jevů bude realizován s využitím numerických metod matematického modelování a dále bude 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 a případně pomocí vysokorychlostní kamery vizualizaci oblasti proudění.
Členové řešitelského týmu
Bc. Jan Adamec
Bc. Jiří Bajtek
Bc. Marek Birke
doc. Ing. Tomáš Blejchař, Ph.D.
Bc. Viktor Blinka
doc. Ing. Marian Bojko, Ph.D.
Ing. Petr Brzezina
Bc. Vít Buryan
Ing. Adam Bureček, Ph.D.
Bc. Pavel Carbol
doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D.
Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D.
Ing. Filip Dýrr
Bc. Marian Dywor
Ing. Kamil Fojtášek, Ph.D.
Bc. Tomáš Foltýn
Ing. Ondřej Friedel
Ing. Lukáš Hertl
doc. Dr. Ing. Lumír Hružík
Bc. Jakub Jílek
Bc. Dominik Juchelka
Bc. Adam Kawulok
Ing. David Kolář
prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Ing. Marian Ledvoň
Ing. Tomáš Polášek
Ing. Jana Jablonská, Ph.D.
Bc. Juraj Srníček
Bc. Radim Svozil
Bc. Patrik Trulej
doc. Ing. Martin Vašina, Ph.D.
Bc. Michal Vehovský
Bc. Dominik Vícha
Bc. David Vyskočil
Bc. Tomáš Zika
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 a doktorských prací.
Cíle jednotlivých částí projektu:
1)Definování a aplikace CFD transientního matematického modelu proudění Ne-newtonských tekutin
- charakteristika CFD matematického modelu (základní bilanční rovnice přenosu hmoty a hybnosti),
- definice dynamických pohybujících se výpočetních sítí, charakteristika metod řešení,
- specifikace okrajových a počátečních podmínek,
- aplikace CFD matematického modelu na tekutinový prvek k dopravě Ne-newtonských látek
- vyhodnocení CFD numerické simulace, zhodnocení metod řešení
2)Definování a aplikace CFD matematického modelu vícefázového proudění s fázovou změnou
- charakteristika CFD matematického modelu (základní bilanční rovnice přenosu hmoty a hybnosti),
- definice modelů fázové změny, upřesnění parametrů jednotlivých modelů,
- specifikace okrajových a počátečních podmínek,
- aplikace CFD matematického modelu na tekutinový prvek (např. lavalova dýza, venturiho trubice, sáni čerpadla, ventil),
- vyhodnocení CFD numerické simulace, frekvenční analýza
3) Měření charakteristik tekutinových prvků a systému
- návrh a specifikace experimentálních zařízení, měřící tratě,
- realizace experimentálního zařízení (měření základních veličin - tlak p a průtok Qv) ve vybraných místech, měření pro různé provozní podmínky
- vyhodnocení časově závislých průběhu tlaku p a průtoku Q, zpracování dat
- případné využití vysokorychlostní kamery
Harmonogram:
únor až květen 2022 – definování CFD matematického modelu proudění Ne-newtonských tekutin a modelu vícefázového proudění s fázovou změnou, návrh experimentálního zařízení k realizaci měření,
červen 2022 – aplikace CFD matematického modelu proudění Ne-newtonských tekutin k dopravě hmoty v čerpadle, ověření dynamických výpočetních sítí. Numerické výpočty v programu ANSYS Fluent. Nákup prvků a potřebného k experimentálnímu měření,
červenec 2022 – aplikace CFD matematického modelu vícefázového proudění s fázovou změnou na proudění v tekutinových prvcích (např. Lavalova dýza, Venturiho trubice, ventil, sáni čerpadla) v programu ANSYS Fluent. Nákup prvků a potřebného k experimentálnímu měření,
srpen až záři 2022 - pokračování v numerických CFD výpočtech v programu ANSYS Fluent, případná verifikace CFD modelu s experimentálním měřením,
říjen až listopad 2022 – úprava a aplikace CFD matematického modelu, finální vyhodnocení výsledků CFD numerických simulací, příprava publikací,
prosinec 2022 - 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 110000,- 110000,-
3. Materiálové náklady 10000,- 10000,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek 189436,- 189436,-
5. Služby 40000,- 40000,-
6. Cestovní náhrady 20000,- 20000,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory 72160,- 72160,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory) 0,- 0,-
9. Pořízení investic 280000,- 280000,-
Plánované náklady 721596,-
Uznané náklady 721596,-
Celkem běžné finanční prostředky 721596,- 721596,-
Zpět na seznam