MODELOWANIE STRUKTUR KAWITACJI PRZY OPŁYWIE PROFILU
|
|
- Dariusz Szymański
- 6 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 MODELOWANIE INŻYNIERSKIE 2017 nr 63, ISSN X MODELOWANIE STRUKTUR KAWITACJI PRZY OPŁYWIE PROFILU Dorota Homa 1a, Włodzimierz Wróblewski 1b 1 Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych, Politechnika Śląska a dorota.homa@polsl.pl, b wlodzimierz.wroblewski@polsl.pl Streszczenie W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych zjawiska kawitacji występującego przy opływie łopatki profilu ClarkY wodą. Przepływ odbywał się w komorze o przekroju prostokątnym. Kąt natarcia łopaty wynosił 8. Symulacje przeprowadzono przy użyciu kodu OpenFOAM. Dla modelu przepływu dwufazowego prowadzono obliczenia niestacjonarne przy założeniu modelu kawitacji Schnerr & Sauer. Przebadano i porównano dwa modele: model 2D oraz model 3D. Wyniki obliczeń porównano pod względem kształtu i dynamiki zmian chmur kawitacyjnych oraz procentowego udziału pary wodnej w domenie w funkcji czasu. Porównano uśrednione w jednym okresie wartości ciśnienia i udziałów objętościowych pary w punktach monitorujących. Obliczenia dla modelu 3D pozwoliły zaobserwować zmienność struktur kawitacyjnych w kierunku prostopadłym do kierunku przepływu wody. Słowa kluczowe: kawitacja, opływ łopatki, przepływ dwufazowy, OpenFOAM CAVITATION STRUCTURES MODELING IN CASE OF FLOW OVER THE FOIL Summary The results of numerical simulation of water cavitating flow are shown in the paper, in case of flow over the ClarkY foil. The calculations were performed for flow through a rectangular channel. The angle of attack of the blade was 8. The simulation was conducted in OpenFOAM software. For the two-phase model the transient calculations were carried out with Schnerr & Sauer cavitation model. The two models: 2D and 3D, were investigated and compared. The results of the calculation were compared regarding the shape and dynamics of cavitation structures and percentage of vapor in the domain in time. The time-averaged pressure and vapor volume fraction values in monitor points located over the foil were compared. The 3D calculations provided information about the fluctuation of cavitation structures in the direction perpendicular to the water flow. Keywords: cavitation, flow over a foil, two phase flow, OpenFOAM 1. WSTĘP Symulacje numeryczne dotyczące zjawiska kawitacji występującego podczas przepływu wody pozwalają poszerzać wiedzę na temat rozkładu, kształtu i dynamiki zmian pojawiających się struktur pary wodnej. Dla użytkowników maszyn wirnikowych pomp, turbin wodnych istotnym przypadkiem przepływu z kawitacją jest opływ łopatki profilu, ze względu na geometryczne podobieństwo do przepływu w wirnikach maszyn energetycznych. Występowanie w przepływie z kawitacją zapadania się pęcherzy pary prowadzi do erozji kawitacyjnej wirników i łopat zarówno pomp jak i turbin wodnych [3-4, 8]. W związku z tym eksperymenty oraz symulacje numeryczne dotyczące opływu łopatki w warunkach sprzyjających rozwojowi kawitacji stały się tematem wielu opracowań naukowych. Istotnym zagadnieniem jest identyfikacja miejsca powstawania struktur parowych oraz obszarów, gdzie struktury odrywają się od powierzchni łopatki i zapadają. Analiza modelu 2D może dostarczyć takich informacji [1, 6]. W [7] rozważano przepływ z kawitacją dla profilu NACA0015 dla dwuwymiarowego modelu numerycznego. Zaproponowano model, który uwzględniał interakcje między kawita- 56
2 Dorota Homa, Włodzimierz Wróblewski cyjnymi strukturami wirowymi oraz pęcherzami pary zbitymi w klastrze. Wyniki obliczeń zostały przedstawione jedynie na płaszczyźnie równoległej do kierunku przepływu cieczy (wzdłuż profilu). Saito [14] przeprowadził obliczenia dla profilu NACA0015 z modelem 3D. Przeanalizowano dwa warianty: z występowaniem po bokach profilu ścian oraz z ich brakiem. Wyniki przedstawione w [14] wskazują, że ściany ograniczające kanał przepływowy mają duży wpływ na kształt powstającej chmury kawitacyjnej. Dzięki uwzględnieniu ścian bocznych udało się zaobserwować strukturę kawitacyjną o kształcie litery U, co nie jest możliwe w przypadku zastosowania modelu dwuwymiarowego. Celem opisanych w artykule badań numerycznych było porównanie wyników symulacji przepływu z kawitacją dla modelu 2D profilu ClarkY oraz modelu 3D, w którym po jednej stronie profilu przyjęto założenie gładkiej ściany, a po drugiej symetrii. Obydwa modele zostały przebadane w takich samych warunkach przepływowych oraz z założeniem tego samego modelu kawitacji Schnerr & Sauer. Dzięki temu można było zaobserwować wpływ rodzaju warunku brzegowego zadanego na ścianie na powstające struktury kawitacyjne oraz zmienność parametrów przepływu w kierunku prostopadłym do kierunku przepływu. Przeprowadzono symulacje dla warunków pozwalających zaobserwować kawitację warstwową. Wielkością charakteryzującą przepływ kawitacyjny jest liczba kawitacji σ, definiowana jako: p ciśnienie statyczne (absolutne), Pa σ=. (1) ps ciśnienie nasycenia dla temperatury cieczy, Pa ρ gęstość cieczy w niezakłóconym przepływie, kg/m 3 u prędkość niezakłóconego przepływu, m/s Kawitacja warstwowa jest obserwowana, gdy liczba kawitacji spada do wartości ok. 1.4 [16]. Ten typ kawitacji charakteryzuje się częstotliwością powstawania i zapadania się struktur kawitacyjnych równą 200 Hz (okres zmian wynosi 5 ms) [16]. Powstające pęcherze pary przy krawędzi natarcia układają się w kształt litery U. Przepływ w obszarze krawędzi spływu profilu jest silnie niestacjonarny. Struktury kawitacyjne przekształcają się w wiry, które odrywają się okresowo. 2. MODEL MATEMATYCZNY KAWITACJI Model kawitacji zastosowany w badaniach należy do grupy modeli typu one-fluid. Charakteryzują się one tym, że płyn jest traktowany jako mieszanina fazy dyspersyjnej (gazowej) i ciągłej. W modelach tego typu rozwiązywane są równania zachowania dla mieszaniny (zachowania masy, pędu) oraz równanie zachowana masy dla fazy gazowej. W użytych modelach założono brak poślizgu między fazami, co oznacza, że prędkości fazy ciekłej i gazowej są równe. Udział pary wodnej w płynie jest wyznaczany z zależności [12]: gdzie: + αρ u=r R (2) α udział objętościowy pary wodnej, ρv gęstość pary wodnej, kg/m 3 u prędkość mieszaniny, m/s t czas, s Re, Rc człony źródłowe równania zachowania masy, kg/m 3 s Człony źródłowe opisują strumień wymiany masy między fazami odniesiony do jednostki objętości fazy ciekłej. W modelu Schnerr & Sauer określane są na podstawie równania Rayleigha-Plesseta (RP), które opisuje dynamikę wzrostu i zaniku pęcherzy pary wodnej [2]. Używa się uproszczonej formy równania RP z pominięciem napięcia powierzchniowego oraz członów drugiego rzędu. Równanie to w uproszczonej formie ma postać: =!" # rb promień pęcherza pary wodnej, m pb ciśnienie w pęcherzu pary wodnej, Pa ρl gęstość fazy ciekłej, kg/m 3 Człon źródłowy Re można wyznaczyć z [15]: R= % $ $ % (3) (4) Natomiast zależność między udziałem objętościowym pary i promieniem pęcherza opisuje równanie [10]: α= & ' ( ) ( ' *+& ( ) ( (5) nb liczba pęcherzy na jednostkę płynu, 1/m 3 Na podstawie zależności (5) określany jest promień pęcherza:, - =. / 5 # * ( 4 */ (6) Ostatecznie człony źródłowe równania zachowania masy dla pary przybierają postać [15]: 6 7 = 8 9 α1 α # ; 3! " # = 8 9 α1 α # ; 3! " # 8 8 = > = (7) = > <= (8) 57
3 MODELOWANIE STRUKTUR KAWITACJI PRZY OPŁYWIE PROFILU 3. MODEL SYMULACJI 2D i 3D Tabela 1. zawiera wybrane parametry symulacji 2D i 3D. Obliczenia prowadzono przy użyciu oprogramowania OpenFOAM. Wybrany solver to interphasechangefoam uwzględniający zmianę fazy z ciekłej na gazową z zadanym modelem kawitacji [5]. Obliczenia były niesta s. cjonarne, z krokiem czasowym wynoszącym Wartość kroku czasowego została dobrana na podstawie wyników wcześniejszych symulacji, uwzględniających warunek maksymalnej wartości liczby Couranta poniżej 1. Parametry modelu zostały dobrane na podstawie badań literaturowych [6, 9-11, 13]. Tab. 1. Podstawowe parametry modelu Długość cięciwy c 70 mm Kąt natarcia 8 Przepływ ciepła Przepływ izotermiczny Temperatura płynu 20 C Model turbulencji Warunek brzegowy ściana górna/dolna k-ω SST Ściana gładka Rys. 2. Geometria do obliczeń 3D Warunek brzegowy wylot Pa Warunek brzegowy wlot Prędkość 10 m/s Intensywność turbulencji na wlocie 5% Liczba Reynoldsa nb 1.6 x rb Krok czasowy Δt 10-6 m 10-5 s Istotną różnicą między modelami numerycznymi była geometria domeny obliczeniowej oraz warunek brzegowy zadany dla ścian bocznych kanału przepływowego. W obydwu przypadkach generowanie siatki rozpoczęto od utworzenia płaskiej siatki blokowej. Następnie siatkę wyciągnięto w kierunku prostopadłym na szerokość 1 mm (jeden element) dla obliczeń 2D oraz na szerokość 35 mm dla obliczeń 3D. Przy ścianie siatkę zagęszczono w celu poprawnego odwzorowania zjawisk przyścienpowierzchniową nych. Rys. 1. przedstawia siatkę z zaznaczonym obszarem wokół profilu. Rys. 1. Geometria przyjęta do obliczeń 4. WYNIKI 4.1. SYMULACJA 2D Na rys. 2. przedstawiony został kontur kanału wraz z siatką do obliczeń 3D. Wymiary kanału wynoszą: x=700 mm, y=189 mm, z=70 mm. Domena obliczeniowa stanowi połowę kanału (szerokość 35 mm). Warunki brzegowe zadane na powierzchniach ograniczających: wlot płaszczyzna YZ x=0, wylot płaszczyzna YZ x=700 mm; ściana płaszczyznyy XZ y=0 oraz y=189 mm, ściana płaszczyzna XY z= =0; symetria płaszczy- zna XY z=35 mm. W celu określenia okresu wzrostu i zapadania się struktur kawitacyjnych podczas obliczeń monitorowano całkowitą objętość pary wodnej w przepływie w funkcji czasu. Na rys. 3. pokazano przebieg procentowej zawartości objętości pary wodnej w domenie. Okres zmian to 3 ms. Do dalszej analizy wybrano okres zmian ograniczony na rys. 3. pionowymii liniami. Rys. 3. Przebieg procentowego udziałuu pary wodnej w przepły- wie w funkcji czasu, obliczenia 2D Na rys. 4. przedstawiono przebieg zjawiska w trakcie wybranego okresu (T okres zmian, t czas od początku okresu). Można zauważyć pojawienie się chmury kawitacyjnej w pobliżu krawędzi natarcia, jej wzrost do ok. 0.4 okresu oraz stopniowe zapadanie się. Podczas gdy jedna struktura ulega zapadnięciu w pobliżu krawędzi spływu, kolejna zaczyna rosnąć przy krawędzi natarcia. Na rys. 5. przedstawiono rozkład 58
4 Dorota Homa, Włodzimierz Wróblewski objętościowego udziału pary w punktach monitorujących rozłożonych wzdłuż profilu. Objętościowy udział pary wodnej został uśredniony w czasie jednego okresu zmian. Na osi odciętych umieszczono bezwymiarową odległość x/c, czyli stosunek współrzędnej odciętej do długości cięciwy profilu. Najwyższa wartość udziału objętościowego pary wodnej zostaje osiągnięta dla x/c wynoszącego 0.2. Następnie udział pary wodnej maleje, jedynie przy krawędzi spływu, na końcu profilu można zauważyć jego wzrost. Rys. 5. Rozkład objętościowego udziału pary wodnej, symulacja 2D 4.2. SYMULACJA 3D Obliczenia powtórzono dla siatkii uwzględniającej ścianę boczną kanału przepływowego. Podobnie jak w przypadku symulacji 2D, monitorowano całkowitą objętość pary wodnej powstającej w przepływie. Na rys. 6. przedstawiono przebieg procentowego udziału objętości pary wodnej dla obliczeń 3D. Podobnie jak w przypadku 2D, po odcinku początkowym, okres zmian ustalił się na poziomie 3 ms. Rys. 4. Rozkład udziału fazy ciekłej w czasie kawitacji warstwowej, symulacja 2D wybranego okresu Rys. 6. Przebieg procentowego udziałuu pary wodnej w przepły- wie w funkcji czasu, obliczenia 3D Przebieg zjawiska w trakcie wybranego okresu zmian (zaznaczonego na rys. 6. pionowymi liniami) został przedstawiony na rys. 7. Płaszczyzna cięcia domeny obliczeniowej w tym przypadku znajdowała się na płaszczyźnie z zadanym warunkiem brzegowym symetrii. Od poczatku okresu następuje systematyczny wzrost obłoku kawitacyjnego, jednak dynamika zmian jest nieco odmienna niż w przypadku obliczeń 2D. Chmury kawitacyjne są bardziej rozległe oraz dłużej utrzymują się przy górnej powierzchni profilu. Występuje stopniowe zanikanie chmury, jednak proces ten zachodzi wolniej niż w przypadku obliczeń 2D (dla t/t = 0.6 dla obliczeń 2D struktury są już jedynie szczątkowe, dla obliczeń 3D wciąż rozległe). Na rys. 8. przedstawiono rozkład objętościowy udziału pary w punktach monitorujących. Rozkład objętościowego udziału pary wodnej dla symulacji 3D w zakresie długości cięciwy profilu od 0.1 do 0.4 znacznie odbiega od przebiegu tego parametru dla obliczeń 2D. W przypadku obliczeń z uwzglęnieniem 59
5 MODELOWANIE STRUKTUR KAWITACJI PRZY OPŁYWIE PROFILU ściany bocznej wartość tego parametru załamuje się dla współrzędniej x/c wynoszącej Oznacza to wystąpienie krótszej (zajmującej mniej długości profilu) struktury przy krawędzi natarcia profilu łopatki. W obydwu przypadkach obliczeń 2D i 3D zaobserwowano wzrost udziału pary wodnej w przepływie w okolicach krawędzi spływu łopatki, czyli dla x/c od 0.8 do 1. Rys. 8. Rozkład objętościowego udziału pary wodnej wzdłuż profilu (uśredniony w jednym okresie) 4.3. SYMULACJA 3D ROZKŁADY W PŁASZCZYZNACH XY Na rys. 9. przedstawiono przebieg jednego okresu kawitacji dla trzech różnych płaszczyzn XY. Pozwoliło to na przeprowadzenie analizy otrzymywanych wyników wzdłuż kierunku prostopadłego do kierunku przepływu cieczy (kierunek z). W związku z tym przecięto domenę obliczeniową trzema równoległymi płaszczyznami XY. Pierwsza (A) znajduje się przy płaszczyźnie, na której zadano warunek ściana (z = 5 mm). Druga (B) zostałaa ulokowana w połowie domeny obliczeniowej (z = 17.5 mm). Trzecia (C) znajduje się na płaszczyźnie na której zadano warunek symetrii (z=35 mm). Na rys. 9. przedstawiono przebieg jednego okresu kawitacji dla trzech różnych przekrojów wzdłużnych. Rys. 7. Rozkład udziału fazy ciekłej w czasie kawitacji warstwowej, symulacja 3D wybranego okresu 60
6 Dorota Homa, Włodzimierz Wróblewski Rys. 9. Rozkład udziału fazy ciekłej w czasie wybranego okresu kawitacji warstwowej, symulacja 3D Analiza obrazów struktur parowych przedstawionych na rys. 9. dostarcza informacji na tematt wpływu ściany bocznej na ich wielkość i kształt. W okolicy ściany struktury te są bardziej jednolite. W czasie t/t = 0 kształt i zakres chmury parowej na każdym z przekrojów jest niemal identyczny. Dla t/t = 0.1 można zauważyć, że dla przekroju najbardziej oddalonegoo od ściany zarys obszaru pary wodnej staje się silnie nieregularny. Tendencja ta pogłębia się, dla t/t = 0.3 kształt struktury parowej dla przekroju C jest znacznie bardziej poszarpany niż dla przekrojów A i B. Od t/t = 0.4 można także zauważyć różnicę między przekrojami A i B. Kształt struktury przy ścianie jest dalej jednolity, podczas gdy dla przekroju B można zauważyć podział chmury parowej w okolicach krawędzi spływu. W tym czasie w przekroju C obłok parowy dzieli się na kilka mniejszych o różnej wielkości. W połowie okresu, dla t/t = 0.5 w przekroju A pojawia się podział chmury kawitacyjnej przy krawędzi spływu, natomiast w przekrojach B i C następuje stopniowe zanikanie struktur kawitacyjnych. Dla t/t = 0.8 w przekroju A chmura kawitacyjna wciąż rozciąga się na całą długość profilu, podczas gdy w przekrojach B i C pozostają już jedynie jej niewielkie części. Dla t/t = 1 obrazy struktur kawitacyjnych dla wszystkich trzech przekrojów są podobne. W celu lepszego zobrazowania widok izometrycznie, dzięki zjawiska zorientowano czemu możliwa jest obserwacja całej chmury kawitacyjnej na górnej ścianie profilu łopatki. Na rys. 10. przedstawiono widok na całą łopatkę z zaznaczonymi powierzchniami o stałej wartości udziału objętościowego pary. Dla kolumny D udział 61
7 MODELOWANIE STRUKTUR KAWITACJI PRZY OPŁYWIE PROFILU objętościowy pary wynosi 0.5, dla kolumny E natomiast 0.9. Przepływ odbywa się w prawo, usytuowanie warunków brzegowych jest takie samo jak na rys.2. Rys.11. Rozkład objętościowego udziału pary wodnej (uśredniony w jednym okresie) 4.4 PRZEBIEG CIŚNIENIA W CZASIE W PUNKTACH MONITORUJĄCYCH Analiza kształtu i dynamiki zmian struktur kawitacyjnych dostarcza wielu informacji o charakterze przepływu kawitacyjnego. W celu pogłębienia tej analizy sporządzono wykresy zmian wartości ciśnienia w czasie w punktach monitorujących ulokowanych wokół profilu dla przekrojów A, B i C oznaczonych na rys. 9. Wybrano cztery współrzędne x/c. Wykres 1 sporządzono dla x/c wynoszącego 0.01, wykres 2 dla x/c = 0.2, wykres 3 dla x/c = 0.57 oraz wykres 4 dla x/c = Na wykresach przedstawiony jest przebieg ciśnienia w ciągu jednego okresu zmian przedstawionego na rys. 6. za pomocą pionowych linii. W okolicy krawędzi natarcia (rys. 11., wykres 1) nie zanotowano dużych zmian Rys. 10. Rozkład objętościowego udziału pary wodnej (uśredniony w jednym okresie) (D α=0.5, E α=0.9) ) Zarówno dla udziału objętościowego pary wynoszącego 0.5, jak i 0.9 można zauważyć, że im dalej od ściany bocznej tym izopowierzchnia staje się bardziej nieregularna i poszarpana. Od połowy okresu (t/t = 0.5) tendencja ta nie jest już tak wyraźna ze względu na to, że przy ścianie bocznej, za krawędzią wlotu łopatki następuje oderwanie chmury. Na rys. 11. przedstawiono uśrednione w czasie wartości udziału objętościowego pary wodnej dla przekroju A, B i C. Można zauważyć duże rozbieżności między wartością tego parametru dla poszczególnych przekrojów. Jedynie w połowie długości profilu (x/c = 0.45) wartości udziału pary były niemal identyczne. Najwyższa wartość objętościowego udziału pary wodnej, równa 0.87, została zanotowana dla przekroju A dla współrzędnej x/c wynoszącej 0.1. ciśnienia. Podczas obliczeń ciśnienie we wszystkich trzech punktach znajdujących się na jednej krawędzi o tej samej wartości współrzędnej x/c nie przekroczyło wartości 40 kpa. Krzywe przebiegu ciśnienia dla przekrojów A, B i C są do siebie bardzo zbliżone. W miarę oddalania się od krawędzi natarcia przebieg ciśnienia staje się nieregularny, można zauważyć jego gwałtowne zmiany (rys.11., wykres 2). Krzywe przebiegu ciśnień dla różnych przekrojów wzdłużnych zaczynają od siebie odbiegać, skoki ciśnienia wystepują w innym momencie cyklu. Najwięcej gwałtownych zmian ciśnienia można zaobserwować dla przekroju C. Maksymalnie ciśnienie wzrasta do 100 kpa. Dla współrzędnej x/c = 0.57 (rys.11., wykres 3) odnotowano po jednym gwałtownym wzroście ciśnienia na każdym przekroju wzdłużnym. Dla przekroju C ciśnienie wzrosło aż do 300 kpa. W okolicy krawędzi spływu dochodzi do największych zmian wartości ciśnienia (rys. 11, wykres 4). 62
8 Dorota Homa, Włodzimierz Wróblewski Rys. 11. Przebieg ciśnienia w punktach monitorujących dla różnych przekrojów wzdłużnych; 1) x/c=0.01; 2) x/c=0.2; 3) x/c=0.57; 4) x/c=0.89 Dla wszystkich trzech przekrojów krzywe ciśnienia mają nieregularny przebieg. Zmiany wartości ciśnienia dochodzą do ponad 350 kpa pod koniec okresu zmian. Wysokie, gwałtowne zmiany wartości ciśnienia są jedną z cech charakterystycznych przepływu, w którym występuje zjawisko kawitacji. Wynikają one z nagłych zmian parametrów przy przejściu z fazy ciekłej na gazową i odwrotnie. Występowanie przy krawędzi spływu profilu przepływu silnie turbulentnego, o dużej dynamice zmian parametrów zostało także odnotowane podczas eksperymentów [16]. W związku z tym można stwierdzić, że przyjęty model kawitacji dobrze odwzorowuje główne, charakterystyczne cechy przepływu kawitacyjnego. 5. PODSUMOWANIE W ramach prac przedstawionych w artykule przeprowadzono symulację przepływu niestacjonarnego z kawitacją zachodzącą na górnej, podciśnieniowej powierzchni profilu łopatki. W symulac kawitacji Schnerr & Sauer. Obliczenia w środowisku OpenFOAM, przy interphasechangefoam. cji użyto modelu przeprowadzono użyciu solvera W pierwszym etapie prowadzonych prac przeprowadzono symulację 2D przepływu. Oznacza to, że po obu stronach profilu łopatki założono warunek symetria. Symulacja 2D pozwoliła zaobserwować cykliczny wzrost i zapadanie się struktur kawitacyjnych oraz zindentyfikować obszary na profilu badanej łopatki, w których występuje najwyższy udział pary wodnej. Następnie przeprowadzono obliczenia 3D. Domena obliczeniowa została poszerzona, po jednej stronie profilu założono warunek ściany. W wyniku obliczeń uzyskano obrazy trójwymiarowe chmur pary wodnej. Podobnie jak w przypadku obliczeń 2D, zaobserowano cykliczny wzrost i zapadanie się struktur parowych, o częstotliwości zmian takiej samej jak dla obliczeń dwuwymiarowych. Zaobserwowano znaczne różnice w dynamice zmian chmur kawitacyjnych w kierunku prostopadłym do kierunku przepływu cieczy. W pobliżu ściany obłoki kawitacyjne były wyraźnie bardziej stabilne oraz jednorodne. Najbardziej nieregularny kształt zauważono w przekroju znajdującym się na płaszczyźnie o zadanym warunkuu brzegowym symetria, czyli najdalej oddalonym od ściany. Stabilne struktury obserwowane przy ścianie najprawdopodobniej wynikają z mniejszych turbulencji w tym obszarze. Z tego powodu można także zaobserwować bardziej stabilne chmury kawitacyjne w przypadku obliczeń 3D niż w przypadku obliczeń 2D na ścianie o warunku brzegowym symetria. Obserwację realizowaną na płaskich przekrojach poszerzono o widok trójwymiarowy powierzchni o stałej wartości udziału objętościowego pary. Przeanalizowano także przebieg zmian ciśnienia podczas wybranego cyklu wzrostu i zapadania się struktury parowej w punktach monitorujących rozłożonych wzdłuż profilu w trzech różnych przekrojach wzdłużnych. Zauważono, że im 63
9 MODELOWANIE STRUKTUR KAWITACJI PRZY OPŁYWIE PROFILU dalej od krawędzi spływu łopatki, tym krzywe przebiegu wartości ciśnienia w czasie dla poszczególnych przekrojów wzdłużnych zaczynają od siebie odbiegać. Zanotowano gwałtowne skoki ciśnienia, dochodzące nawet do 350 kpa. Najbardziej nieregularny przebieg wartości ciśnienia w czasie odnotowano przy krawędzi spływu łopatki. Jest to obszar najbardziej narażony na skutki implozji pęcherzyków pary. Na podstawie wyników przeprowadzonych analiz można stwierdzić, że symulacja 3D dostarczyła cennych informacji na temat rozkładu parametrów w kierunku prostopadłym do kierunku przepływu, co z kolei pozwala na lepszą identyfikację obszarów najbardziej narażonych na gwałtowne zmiany parametrów przepływu. Uproszczenie do przypadku dwuwymiarowego pozwala znacznie zmniejszyć czas obliczeń, nie oddaje jednak w pełni złożoności zjawiska. Pracę zrealizowano w ramach projektu finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki UMO-2016/21/B/ST8/01164 oraz w ramach badań statusowych BK 287/RIE5/2016/502. Literatura 1. Arndt R.: Some remarks on hydrofoil cavitation. Journal of Hydrodynamics 2012, Vol(24)3, p Brennen C. E.: Cavitation and bubble dynamics. Oxford University Press Brennen C. E.: Hydrodynamics of Pumps. Oxford University Press Escaler X., Egusquiza E., Farhat M., Avellon F., Coussirat M.: Detection of cavitation in hydraulic turbines, Mechanical Systems and Signal Processing 2006, Vol. 20, p Gosset A., Casas V.D. and Pena F.L.: Evaluation of the cavitating foam solver for low Mach number flow around a 2D hydrofoil. In: Fifth OpenFOAM Workshop, 2010, Gothenburg, Sweden 6. Huang B., Wang G.: Partially averaged Navier-Stokes methods for time-dependent turbulent cavitating flows. Journal of Hydrodynamics 2011, Vol.23(1), p Kubota A., Kato H., Yamaguchi H..: A new modelling of cavitating flows: a numerical study of unsteady cavitaand Sustainable Energy tion on a hydrofoil section, Journal of Fluid Mechanics 1992, Vol. 240, p Kumar P., Saini R. P.: Study of cavitation in hydro turbines A review. Renewable Reviews 2010, Vol. 14(1), p Li D. Q., Grekula M., Lindell P.: A modified SST k- turbulence model to predict the steady and unsteady sheet cavitation on 2D and 3D hydrofoils. In: Proceedings of the 7th International Symposium on Cavitation CAV2009, Ann Arbor, Michigan, USA, 2009, Vol. 1, p Li D. Q., Grekula, M., Lindell P.: Towards numerical prediction of unsteady sheet cavitation on hydrofoils. In: 9th International Conference on Hydrodynamics. Shanghai, China, 2010, Journal of Hydrodynamics Vol.22(5), supplement: p Li Z., Pourquie M., Van Terwisga T.: A numerical study of steady and unsteady cavitation on a 2D hydrofoil. In: 9th International Conference on Hydrodynamics. Shanghai, China, 2010, Journal of Hydrodynamics Vol.22(5), supplement: p Puffary B.: Numerical modelling of cavitation, design and analysis of high speed pumps. Educational Notes RTO-EN-AVT-143, 2006, paper 3, p Roohi E., Zahiri A. P. and Pasandideh-Fard M.: Numerical simulation of cavitation around a two dimensional hydrofoil using VOF method and LES turbulence. Applied Mathematical Modelling 2013, Vol. 37 (9), p Saito Y., Takami R., Nakamori I., Ikohagi T.: Numerical analysis of unsteady behavior of cloud cavitation on a hydrofoil section, Computational Mechanics 2007, Vol. 40, p Yuan W., Schnerr G. H., Sauer J.: Modeling and computation of unsteady cavitating flows in injection nozzles. Mecanique and Industries Journal 2001, Vol. 2, p Wang G., Senocak I., Shyy W., Ikohago T. and Cao S.: Dynamics of attached turbulent cavitating flows. Progress in Aerospace Sciences 2001, Vol. 37, p Artykuł dostępny na podstawie licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0 Polska. 64
DETEKCJA FAL UDERZENIOWYCH W UKŁADACH ŁOPATKOWYCH CZĘŚCI NISKOPRĘŻNYCH TURBIN PAROWYCH
Mgr inż. Anna GRZYMKOWSKA Politechnika Gdańska Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa DOI: 10.17814/mechanik.2015.7.236 DETEKCJA FAL UDERZENIOWYCH W UKŁADACH ŁOPATKOWYCH CZĘŚCI NISKOPRĘŻNYCH TURBIN PAROWYCH
Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle
231 Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN Tom 7, nr 3-4, (2005), s. 231-236 Instytut Mechaniki Górotworu PAN Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle JERZY CYGAN Instytut Mechaniki Górotworu PAN,
MODELOWANIE NUMERYCZNE POLA PRZEPŁYWU WOKÓŁ BUDYNKÓW
1. WSTĘP MODELOWANIE NUMERYCZNE POLA PRZEPŁYWU WOKÓŁ BUDYNKÓW mgr inż. Michał FOLUSIAK Instytut Lotnictwa W artykule przedstawiono wyniki dwu- i trójwymiarowych symulacji numerycznych opływu budynków wykonanych
2. Zapoczątkowanie kawitacji. - formy przejściowe. - spadek sprawności maszyn przepływowych
J. A. Szantyr Wykład 22: Kawitacja Podstawy fizyczne Konsekwencje hydrodynamiczne 1. Definicja kawitacji 2. Zapoczątkowanie kawitacji 3. Formy kawitacji - kawitacja laminarna - kawitacja pęcherzykowa -
MODELOWANIE KAWITACJI PRZY OPŁYWIE PROFILU Z ZASTOSOWANIEM ZMIENNEJ LICZBY KAWITACJI
MODELOWANIE INŻYNIERSKIE nr 55, ISSN 1896-771X MODELOWANIE KAWITACJI PRZY OPŁYWIE PROFILU Z ZASTOSOWANIEM ZMIENNEJ LICZY KAWITACJI Dorota Homa 1a, Włodzimierz Wróbewski 1b 1 Instytut Maszyn i Urządzeń
Numeryczna symulacja opływu wokół płata o zmodyfikowanej krawędzi natarcia. Michał Durka
Numeryczna symulacja opływu wokół płata o zmodyfikowanej krawędzi natarcia Michał Durka Politechnika Poznańska Inspiracja Inspiracją mojej pracy był artykuł w Świecie Nauki opisujący znakomite charakterystyki
Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów
FORMOWANIE SIĘ PROFILU PRĘDKOŚCI W NIEŚCIŚLIWYM, LEPKIM PRZEPŁYWIE PRZEZ PRZEWÓD ZAMKNIĘTY Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia będzie analiza formowanie się profilu prędkości w trakcie przepływu płynu przez
OPTYMALIZACJA KONSTRUKCJI I OSIĄGÓW TURBINY WODNEJ PRZY WYKORZYSTANIU METOD OBLICZENIOWEJ MECHANIKI PŁYNÓW CFD
OPTYMALIZACJA KONSTRUKCJI I OSIĄGÓW TURBINY WODNEJ PRZY WYKORZYSTANIU METOD OBLICZENIOWEJ MECHANIKI PŁYNÓW CFD Wiesław Zalewski Instytut Lotnictwa Streszczenie W artykule przedstawiono przebieg procesu
OPŁYW PROFILU. Ciała opływane. profile lotnicze łopatki. Rys. 1. Podział ciał opływanych pod względem aerodynamicznym
OPŁYW PROFILU Ciała opływane Nieopływowe Opływowe walec kula profile lotnicze łopatki spoilery sprężarek wentylatorów turbin Rys. 1. Podział ciał opływanych pod względem aerodynamicznym Płaski np. z blachy
ANALIZA ROZKŁADU CIŚNIEŃ I PRĘDKOŚCI W PRZEWODZIE O ZMIENNYM PRZEKROJU
Dr inż. Paweł PIETKIEWICZ Dr inż. Wojciech MIĄSKOWSKI Dr inż. Krzysztof NALEPA Piotr LESZCZYŃSKI Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie DOI: 10.17814/mechanik.2015.7.283 ANALIZA ROZKŁADU CIŚNIEŃ I
Nowoczesne narzędzia obliczeniowe do projektowania i optymalizacji kotłów
Nowoczesne narzędzia obliczeniowe do projektowania i optymalizacji kotłów Mateusz Szubel, Mariusz Filipowicz Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie AGH University of Science and
J. Szantyr Wykład nr 19 Warstwy przyścienne i ślady 1
J. Szantyr Wykład nr 19 Warstwy przyścienne i ślady 1 Warstwa przyścienna jest to część obszaru przepływu bezpośrednio sąsiadująca z powierzchnią opływanego ciała. W warstwie przyściennej znaczącą rolę
Jan A. Szantyr tel
Katedra Energetyki i Aparatury Przemysłowej Zakład Mechaniki Płynów, Turbin Wodnych i Pomp J. Szantyr Wykład 1 Rozrywkowe wprowadzenie do Mechaniki Płynów Jan A. Szantyr jas@pg.gda.pl tel. 58-347-2507
SYMULACJA OBROTU ŚMiGŁOWCA WOKÓŁ OSi PiONOWEJ W WARUNKACH WYSTĘPOWANiA LTE
PRACE instytutu LOTNiCTWA 219, s. 182-188, Warszawa 2011 SYMULACJA OBROTU ŚMiGŁOWCA WOKÓŁ OSi PiONOWEJ W WARUNKACH WYSTĘPOWANiA LTE KatarzyNa GrzeGorczyK Instytut Lotnictwa Streszczenie W artykule przedstawiono
ANALIZA PRZEPŁYWU W TUNELU AERODYNAMICZNYM PO MODERNIZACJI
Dr inż. Waldemar DUDDA Dr inż. Jerzy DOMAŃSKI Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie ANALIZA PRZEPŁYWU W TUNELU AERODYNAMICZNYM PO MODERNIZACJI Streszczenie: W opracowaniu przedstawiono wyniki symulacji
J. Szantyr - Wykład 12 Podstawy teoretyczne kawitacji
J. Szantyr - Wykład 12 Podstawy teoretyczne kawitacji Definicja kawitacji Kawitacja jest to zjawisko powstawania, dynamicznego rozwoju i zaniku pęcherzy parowo-gazowych w cieczach, wywołane lokalnymi zmianami
Numeryczne modelowanie mikrozwężkowego czujnika przepływu
Numeryczne modelowanie mikrozwężkowego czujnika przepływu Antoni Gondek Tadeusz Filiciak Przedstawiono wybrane wyniki modelowania numerycznego podwójnej mikrozwężki stosowanej jako czujnik przepływu, dla
SYMULACJA OBLICZENIOWA OPŁYWU I OBCIĄŻEŃ BEZPRZEGUBOWEGO WIRNIKA OGONOWEGO WRAZ Z OCENĄ ICH ODDZIAŁYWANIA NA PRACĘ WIRNIKA
SYMULACJA OBLICZENIOWA OPŁYWU I OBCIĄŻEŃ BEZPRZEGUBOWEGO WIRNIKA OGONOWEGO WRAZ Z OCENĄ ICH ODDZIAŁYWANIA NA PRACĘ WIRNIKA Airflow Simulations and Load Calculations of the Rigide with their Influence on
Modelowanie zjawisk przepływowocieplnych. i wewnętrznie ożebrowanych. Karol Majewski Sławomir Grądziel
Modelowanie zjawisk przepływowocieplnych w rurach gładkich i wewnętrznie ożebrowanych Karol Majewski Sławomir Grądziel Plan prezentacji Wprowadzenie Wstęp do obliczeń Obliczenia numeryczne Modelowanie
MODEL DWUWYMIAROWY PRZEPŁYWU PRZEZ STOPIEŃ MODELOWEJ TURBINY WODNEJ ORAZ JEGO EKSPERYMENTALNA WERYFIKACJA
Międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna Hydrauliczne maszyny wirnikowe w energetyce wodnej i innych działach gospodarki Kliczków, 7-9 grudnia 005 MODEL DWUWYMIAROWY PRZEPŁYWU PRZEZ STOPIEŃ MODELOWEJ
Aerodynamika i mechanika lotu
Prędkość określana względem najbliższej ścianki nazywana jest prędkością względną (płynu) w. Jeśli najbliższa ścianka porusza się względem ciał bardziej oddalonych, to prędkość tego ruchu nazywana jest
OKREŚLENIE MAKSYMALNEJ WYSOKOŚCI SSANIA POMPY,
OKREŚLENIE MAKSYMALNEJ WYSOKOŚCI SSANIA POMPY, ZJAWISKO KAWITACJI. Kawitacja jest to proces tworzenia się pęcherzyków parowo-gazowych nasyconej cieczy, w skutek miejscowego spadku ciśnienia poniżej wartości
J. Szantyr Wykład 4 Podstawy teorii przepływów turbulentnych Zjawisko występowania dwóch różnych rodzajów przepływów, czyli laminarnego i
J. Szantyr Wykład 4 Podstawy teorii przepływów turbulentnych Zjawisko występowania dwóch różnych rodzajów przepływów, czyli laminarnego i turbulentnego, odkrył Osborne Reynolds (1842 1912) w swoim znanym
Modelowanie i symulacja zagadnień biomedycznych PROJEKT BARTŁOMIEJ GRZEBYTA, JAKUB OTWOROWSKI
Modelowanie i symulacja zagadnień biomedycznych PROJEKT BARTŁOMIEJ GRZEBYTA, JAKUB OTWOROWSKI Spis treści Wstęp... 2 Opis problemu... 3 Metoda... 3 Opis modelu... 4 Warunki brzegowe... 5 Wyniki symulacji...
ZASTOSOWANIE METOD OPTYMALIZACJI W DOBORZE CECH GEOMETRYCZNYCH KARBU ODCIĄŻAJĄCEGO
MODELOWANIE INŻYNIERSKIE ISSN 1896-771X 40, s. 43-48, Gliwice 2010 ZASTOSOWANIE METOD OPTYMALIZACJI W DOBORZE CECH GEOMETRYCZNYCH KARBU ODCIĄŻAJĄCEGO TOMASZ CZAPLA, MARIUSZ PAWLAK Katedra Mechaniki Stosowanej,
Modelowanie numeryczne oddziaływania pociągu na konstrukcje przytorowe
KRÓL Roman 1 Modelowanie numeryczne oddziaływania pociągu na konstrukcje przytorowe Aerodynamika, oddziaływania pociągu, metoda objętości skończonych, CFD, konstrukcje kolejowe Streszczenie W artykule
METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH.
METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH. W programie COMSOL multiphisics 3.4 Wykonali: Łatas Szymon Łakomy Piotr Wydzał, Kierunek, Specjalizacja, Semestr, Rok BMiZ, MiBM, TPM, VII, 2011 / 2012 Prowadzący: Dr hab.inż.
Politechnika Poznańska. Zakład Mechaniki Technicznej. Metoda Elementów Skończonych Lab. Wykonali: Marta Majcher. Mateusz Manikowski.
Politechnika Poznańska Zakład Mechaniki Technicznej Metoda Elementów Skończonych Lab. Wykonali: Marta Majcher Mateusz Manikowski MiBM KMU 2012 / 2013 Ocena.. str. 0 Spis treści Projekt 1. Analiza porównawcza
Metoda Elementów Skończonych
Metoda Elementów Skończonych 2013/2014 Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Mechanika i Budowa Maszyn Rok III, Semestr V, Grupa M-3 Michał Kąkalec Hubert Pucała Dominik Kurczewski Prowadzący: prof. dr hab.
WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE
Dr hab. inż. Andrzej Kawalec, e-mail: ak@prz.edu.pl Dr inż. Marek Magdziak, e-mail: marekm@prz.edu.pl Politechnika Rzeszowska Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa Katedra Technik Wytwarzania i Automatyzacji
Pomiar rozkładu ciśnień na modelu samochodu
Miernictwo C-P 1 Pomiar rozkładu ciśnień na modelu samochodu Polonez (Część instrukcji dotyczącą aerodynamiki samochodu opracowano na podstawie książki J. Piechny Podstawy aerodynamiki pojazdów, Wyd. Komunikacji
Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia
Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych Instrukcja do ćwiczenia III Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia Sonda poboru ciśnienia Sonda poboru ciśnienia (Rys. ) jest to urządzenie
DIGITALIZACJA GEOMETRII WKŁADEK OSTRZOWYCH NA POTRZEBY SYMULACJI MES PROCESU OBRÓBKI SKRAWANIEM
Dr inż. Witold HABRAT, e-mail: witekhab@prz.edu.pl Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa Dr hab. inż. Piotr NIESŁONY, prof. PO, e-mail: p.nieslony@po.opole.pl Politechnika Opolska,
Aerodynamika I Efekty lepkie w przepływach ściśliwych.
Aerodynamika I Efekty lepkie w przepływach ściśliwych. przepłw wokół profilu RAE-2822 (M = 0.85, Re = 6.5 10 6, α = 2 ) Efekty lepkie w przepływach ściśliwych Równania ruchu lepkiego płynu ściśliwego Całkowe
Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów
ANALIZA PRZEKAZYWANIA CIEPŁA I FORMOWANIA SIĘ PROFILU TEMPERATURY DLA NIEŚCIŚLIWEGO, LEPKIEGO PRZEPŁYWU LAMINARNEGO W PRZEWODZIE ZAMKNIĘTYM Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia będzie obserwacja procesu formowania
Projekt z przedmiotu Metoda Elementów Skończonych
Projekt z przedmiotu Metoda Elementów Skończonych Prowadzący: dr hab. inż., prof. nadzw. Tomasz Stręk Autorzy: Marcel Pilarski Krzysztof Rosiński IME, MiBM, WBMiZ semestr VII, rok akademicki 2013/2014
ANALiZA AERODYNAMiCZNA WŁASNOŚCi ŚMiGŁOWCA Z UWZGLĘDNiENiEM NADMUCHU WiRNiKA NOŚNEGO
PRACE instytutu LOTNiCTWA 219, s. 176-181, Warszawa 2011 ANALiZA AERODYNAMiCZNA WŁASNOŚCi ŚMiGŁOWCA Z UWZGLĘDNiENiEM NADMUCHU WiRNiKA NOŚNEGO KatarzyNa GrzeGorczyK Instytut Lotnictwa Streszczenie W pracy
TEORETYCZNY MODEL PANEWKI POPRZECZNEGO ŁOśYSKA ŚLIZGOWEGO. CZĘŚĆ 3. WPŁYW ZUśYCIA PANEWKI NA ROZKŁAD CIŚNIENIA I GRUBOŚĆ FILMU OLEJOWEGO
Paweł PŁUCIENNIK, Andrzej MACIEJCZYK TEORETYCZNY MODEL PANEWKI POPRZECZNEGO ŁOśYSKA ŚLIZGOWEGO. CZĘŚĆ 3. WPŁYW ZUśYCIA PANEWKI NA ROZKŁAD CIŚNIENIA I GRUBOŚĆ FILMU OLEJOWEGO Streszczenie W artykule przedstawiono
DWUTEOWA BELKA STALOWA W POŻARZE - ANALIZA PRZESTRZENNA PROGRAMAMI FDS ORAZ ANSYS
Proceedings of the 5 th International Conference on New Trends in Statics and Dynamics of Buildings October 19-20, 2006 Bratislava, Slovakia Faculty of Civil Engineering STU Bratislava Slovak Society of
ANALIZA BELKI DREWNIANEJ W POŻARZE
Proceedings of the 5 th International Conference on New Trends in Statics and Dynamics of Buildings October 19-20, 2006 Bratislava, Slovakia Faculty of Civil Engineering STU Bratislava Slovak Society of
J. Szantyr Wyklad nr 6 Przepływy laminarne i turbulentne
J. Szantyr Wyklad nr 6 Przepływy laminarne i turbulentne Zjawisko występowania dwóch różnych rodzajów przepływów, czyli laminarnego i turbulentnego, odkrył Osborne Reynolds (1842 1912) w swoim znanym eksperymencie
Mgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa
MECHANIK 7/2014 Mgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK EKSPLOATACYJNYCH SIŁOWNI TURBINOWEJ Z REAKTOREM WYSOKOTEMPERATUROWYM W ZMIENNYCH
. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest porównanie na drodze obserwacji wizualnej przepływu laminarnego i turbulentnego, oraz wyznaczenie krytycznej licz
ZAKŁAD MECHANIKI PŁYNÓW I AERODYNAMIKI ABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW ĆWICZENIE NR DOŚWIADCZENIE REYNODSA: WYZNACZANIE KRYTYCZNEJ ICZBY REYNODSA opracował: Piotr Strzelczyk Rzeszów 997 . Cel ćwiczenia Celem
WPŁYW PARAMETRÓW HYDRAULICZNYCH PRZEWODÓW CIŚNIENIOWYCH NA PRZEBIEG NIESTACJONARNEGO PRZEPŁYWU Z KAWITACJĄ
MODELOWANIE INśYNIERSKIE ISSN 89-77X, s. -, Gliwice 7 WPŁYW PARAMETRÓW HYDRAULICZNYCH PRZEWODÓW CIŚNIENIOWYCH NA PRZEBIEG NIESTACJONARNEGO PRZEPŁYWU Z KAWITACJĄ KAMIL URBANOWICZ Katedra Mechaniki i Podstaw
WARUNKI HYDRAULICZNE PRZEPŁYWU WODY W PRZEPŁAWKACH BLISKICH NATURZE
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki Leszek Książek WARUNKI HYDRAULICZNE PRZEPŁYWU WODY W PRZEPŁAWKACH BLISKICH NATURZE Kraków,
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW
Ćwiczenie numer Pomiar współczynnika oporu liniowego 1. Wprowadzenie Stanowisko służy do analizy zjawiska liniowych strat energii podczas przepływu laminarnego i turbulentnego przez rurociąg mosiężny o
PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE
Nazwa przedmiotu: MODELOWANIE PROCESÓW ENERGETYCZNYCH Kierunek: ENERGETYKA Rodzaj przedmiotu: specjalności obieralny Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE
NOWOCZESNE TECHNOLOGIE ENERGETYCZNE Rola modelowania fizycznego i numerycznego
Politechnika Częstochowska Katedra Inżynierii Energii NOWOCZESNE TECHNOLOGIE ENERGETYCZNE Rola modelowania fizycznego i numerycznego dr hab. inż. Zbigniew BIS, prof P.Cz. dr inż. Robert ZARZYCKI Wstęp
METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH
METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH Krzysztof Bochna Michał Sobolewski M-2 WBMiZ MiBM 2013/2014 1 SPIS TREŚCI 1. Analiza opływu wody wokół okrętu podwodnego USS Minnesota...3 1.1 Opis obiektu...3 1.2 Przebieg
Podczas wykonywania analizy w programie COMSOL, wykorzystywane jest poniższe równanie: 1.2. Dane wejściowe.
Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Mechanika i Budowa Maszyn Grupa M3 Metoda Elementów Skończonych Prowadzący: dr hab. Tomasz Stręk, prof. nadzw. Wykonali: Marcin Rybiński Grzegorz
Politechnika Poznańska
Politechnika Poznańska Metoda Elementów Skończonych-Projekt Prowadzący: Dr hab. Tomasz Stręk prof. nadzw. Wykonali : Grzegorz Paprzycki Grzegorz Krawiec Wydział: BMiZ Kierunek: MiBM Specjalność: KMiU Spis
Metoda Elementów Skończonych. Projekt: COMSOL Multiphysics 3.4.
Politechnika Poznańska Metoda Elementów Skończonych Projekt: COMSOL Multiphysics 3.4. Prowadzący: dr hab. Tomasz Stręk Wykonali: Widerowski Karol Wysocki Jacek Wydział: Budowa Maszyn i Zarządzania Kierunek:
Obliczenia osiągów dyszy aerospike przy użyciu pakietu FLUENT Michał Folusiaak
Obliczenia osiągów dyszy aerospike przy użyciu pakietu FLUENT Michał Folusiaak WSTĘP Celem przeprowadzonych analiz numerycznych było rozpoznanie możliwości wykorzystania komercyjnego pakietu obliczeniowego
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW
Ćwiczenie numer 5 Wyznaczanie rozkładu prędkości przy przepływie przez kanał 1. Wprowadzenie Stanowisko umożliwia w eksperymentalny sposób zademonstrowanie prawa Bernoulliego. Układ wyposażony jest w dyszę
Metoda Elementów Skończonych
Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Studia: Mechanika i Budowa Maszyn Specjalność: Konstrukcja Maszyn i Urządzeń Semestr: 6 Metoda Elementów Skończonych Projekt Prowadzący: dr hab.
Mgr inż. Wojciech Chajec Pracownia Kompozytów, CNT Mgr inż. Adam Dziubiński Pracownia Aerodynamiki Numerycznej i Mechaniki Lotu, CNT SMIL
Mgr inż. Wojciech Chajec Pracownia Kompozytów, CNT Mgr inż. Adam Dziubiński Pracownia Aerodynamiki Numerycznej i Mechaniki Lotu, CNT SMIL We wstępnej analizie przyjęto następujące założenia: Dwuwymiarowość
prędkości przy przepływie przez kanał
Ćwiczenie numer 5 Wyznaczanie rozkładu prędkości przy przepływie przez kanał 1. Wprowadzenie Stanowisko umożliwia w eksperymentalny sposób zademonstrowanie prawa Bernoulliego. Układ wyposażony jest w dyszę
PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW Ćwiczenie N 7 PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ . Cel ćwiczenia Doświadczalne i teoretyczne wyznaczenie profilu prędkości w rurze prostoosiowej 2. Podstawy teoretyczne:
Badania charakterystyki sprawności cieplnej kolektorów słonecznych płaskich o zmniejszonej średnicy kanałów roboczych
Badania charakterystyki sprawności cieplnej kolektorów słonecznych płaskich o zmniejszonej średnicy kanałów roboczych Jednym z parametrów istotnie wpływających na proces odprowadzania ciepła z kolektora
J. Szantyr Wykład nr 18 Podstawy teorii płatów nośnych Płaty nośne są ważnymi elementami wielu wytworów współczesnej techniki.
J. Szantyr Wykład nr 18 Podstawy teorii płatów nośnych Płaty nośne są ważnymi elementami wielu wytworów współczesnej techniki. < Helikoptery Samoloty Lotnie Żagle > < Kile i stery Wodoloty Śruby okrętowe
J. Szantyr Wykład nr 20 Warstwy przyścienne i ślady 2
J. Szantyr Wykład nr 0 Warstwy przyścienne i ślady W turbulentnej warstwie przyściennej można wydzielić kilka stref różniących się dominującymi mechanizmami kształtującymi przepływ. Ogólnie warstwę można
Projekt Metoda Elementów Skończonych. COMSOL Multiphysics 3.4
Projekt Metoda Elementów Skończonych w programie COMSOL Multiphysics 3.4 Wykonali: Dawid Trawiński Wojciech Sochalski Wydział: BMiZ Kierunek: MiBM Semestr: V Rok: 2015/2016 Prowadzący: dr hab. inż. Tomasz
LABORATORIUM METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH
LABORATORIUM METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH Projekt z wykorzystaniem programu COMSOL Multiphysics Prowadzący: dr hab. Tomasz Stręk, prof. PP Wykonali: Aleksandra Oźminkowska, Marta Woźniak Wydział: Elektryczny
Badania właściwości dynamicznych sieci gazowej z wykorzystaniem pakietu SimNet TSGas 3
Andrzej J. Osiadacz Maciej Chaczykowski Łukasz Kotyński Badania właściwości dynamicznych sieci gazowej z wykorzystaniem pakietu SimNet TSGas 3 Andrzej J. Osiadacz, Maciej Chaczykowski, Łukasz Kotyński,
Zasada działania maszyny przepływowej.
Zasada działania maszyny przepływowej. Przyrost ciśnienia statycznego. Rys. 1. Izotermiczny schemat wirnika maszyny przepływowej z kanałem miedzy łopatkowym. Na rys.1. pokazano schemat wirnika maszyny
PROJEKT MES COMSOL MULTIPHYSICS 3.4
POLITECHNIKA POZNAŃSKA WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I ZARZĄDZANIA PROJEKT MES COMSOL MULTIPHYSICS 3.4 Prowadzący: dr hab. Tomasz Stręk, prof. nadz. Wykonali: Dawid Weremiuk Dawid Prusiewicz Kierunek: Mechanika
Analiza numeryczna wpływu kształtu generator wirów na tworzenie się ścieżki wirowej von Karmana
doi:10.15199/48.2017.12.59 Beata CZAPLA-NIEŁACNA 1, Mariusz RZĄSA 1 Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny, Katedra Techniki Cieplnej i Aparatury Przemysłowej (1) Analiza numeryczna wpływu kształtu
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW
Ćwiczenie numer 3 Pomiar współczynnika oporu lokalnego 1 Wprowadzenie Stanowisko umożliwia wykonanie szeregu eksperymentów związanych z pomiarami oporów przepływu w różnych elementach rzeczywistych układów
WYKORZYSTANIE MES DO WYZNACZANIA WPŁYWU PĘKNIĘCIA W STOPIE ZĘBA KOŁA NA ZMIANĘ SZTYWNOŚCI ZAZĘBIENIA
ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 2009 Seria: TRANSPORT z. 65 Nr kol. 1807 Tomasz FIGLUS, Piotr FOLĘGA, Piotr CZECH, Grzegorz WOJNAR WYKORZYSTANIE MES DO WYZNACZANIA WPŁYWU PĘKNIĘCIA W STOPIE ZĘBA
Analiza wymiany ciepła w przekroju rury solarnej Heat Pipe w warunkach ustalonych
Stanisław Kandefer 1, Piotr Olczak Politechnika Krakowska 2 Analiza wymiany ciepła w przekroju rury solarnej Heat Pipe w warunkach ustalonych Wprowadzenie Wśród paneli słonecznych stosowane są często rurowe
Zapora ziemna analiza przepływu nieustalonego
Przewodnik Inżyniera Nr 33 Aktualizacja: 01/2017 Zapora ziemna analiza przepływu nieustalonego Program: MES - przepływ wody Plik powiązany: Demo_manual_33.gmk Wprowadzenie Niniejszy Przewodnik przedstawia
Nasyp przyrost osiadania w czasie (konsolidacja)
Nasyp przyrost osiadania w czasie (konsolidacja) Poradnik Inżyniera Nr 37 Aktualizacja: 10/2017 Program: Plik powiązany: MES Konsolidacja Demo_manual_37.gmk Wprowadzenie Niniejszy przykład ilustruje zastosowanie
WYZNACZANIE PARAMETRÓW PRZEPŁYWU CIECZY W PŁASZCZU CHŁODZĄCYM ZBIORNIKA CIŚNIENIOWEGO
Inżynieria Rolnicza 2(90)/2007 WYZNACZANIE PARAMETRÓW PRZEPŁYWU CIECZY W PŁASZCZU CHŁODZĄCYM ZBIORNIKA CIŚNIENIOWEGO Jerzy Domański Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski
Zastosowania Równania Bernoullego - zadania
Zadanie 1 Przez zwężkę o średnicy D = 0,2 m, d = 0,05 m przepływa woda o temperaturze t = 50 C. Obliczyć jakie ciśnienie musi panować w przekroju 1-1, aby w przekroju 2-2 nie wystąpiło zjawisko kawitacji,
17.1 Podstawy metod symulacji komputerowych dla klasycznych układów wielu cząstek
Janusz Adamowski METODY OBLICZENIOWE FIZYKI 1 Rozdział 17 KLASYCZNA DYNAMIKA MOLEKULARNA 17.1 Podstawy metod symulacji komputerowych dla klasycznych układów wielu cząstek Rozważamy układ N punktowych cząstek
Statyka płynów - zadania
Zadanie 1 Wyznaczyć rozkład ciśnień w cieczy znajdującej się w stanie spoczynku w polu sił ciężkości. Ponieważ na cząsteczki cieczy działa wyłącznie siła ciężkości, więc składowe wektora jednostkowej siły
OPTYMALIZACJA ZBIORNIKA NA GAZ PŁYNNY LPG
Leon KUKIEŁKA, Krzysztof KUKIEŁKA, Katarzyna GELETA, Łukasz CĄKAŁA OPTYMALIZACJA ZBIORNIKA NA GAZ PŁYNNY LPG Streszczenie Praca dotyczy optymalizacji kształtu zbiornika toroidalnego na gaz LPG. Kryterium
Przykłady modelowania numerycznego warunków hydraulicznych przepływu wody w przepławkach ryglowych i dwufunkcyjnych
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki Przykłady modelowania numerycznego warunków hydraulicznych przepływu wody w przepławkach
Układ krążenia krwi. Bogdan Walkowiak. Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka. 2014-11-18 Biofizyka 1
Wykład 7 Układ krążenia krwi Bogdan Walkowiak Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka 2014-11-18 Biofizyka 1 Układ krążenia krwi Source: INTERNET 2014-11-18 Biofizyka 2 Co
Wielkoskalowe obliczenia komputerowej dynamiki płynów na procesorach graficznych -- pakiet Sailfish
Michał Januszewski Materialy do broszury końcowej TWING. Wielkoskalowe obliczenia komputerowej dynamiki płynów na procesorach graficznych -- pakiet Sailfish Od około 5 lat procesory graficzne (GPU) znajdują
ZASTOSOWANIE SYMULACJI NUMERYCZNYCH W ZAGADNIENIACH PRZEPŁYWU WIATRU W OBSZARACH ZABUDOWANYCH
PRACE NAUKOWE Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie SERIA: Edukacja Techniczna i Informatyczna 2010 z. V M. Sosnowski, 1 R. Gnatowska Akademia im. Jana Długosza, 1 Politechnika Częstochowska ZASTOSOWANIE
METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH
METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH Projekt Prowadzący: prof. nadzw. Tomasz Stręk Wykonali: 1. Kornelia Matusiak 2. Paweł Łuszczewski Grupa: KMiU Semestr: VII Rok akademicki 2013/2014 Spis treści I. Przewodzenie
WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ
WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ Instrukcja do ćwiczenia T-06 Temat: Wyznaczanie zmiany entropii ciała
Politechnika Poznańska. Metoda Elementów Skończonych
Politechnika Poznańska PROJEKT: Metoda Elementów Skończonych Prowadzący: Dr hab. Tomasz Stręk Autorzy: Rafał Wesoły Daniel Trojanowicz Wydział: WBMiZ Kierunek: MiBM Specjalność: IMe Spis treści: 1. Zagadnienie
CIEPLNE MASZYNY PRZEPŁYWOWE No. 144 TURBOMACHINERY 2013 ANALIZA OPŁYWU PROFILU TURBINY WIATROWEJ PRZY MAŁYCH LICZBACH REYNOLDSA
CIEPLNE MASZYNY PRZEPŁYWOWE No. 144 TURBOMACHINERY 2013 Piotr WIKLAK, Antoni SMOLNY Politechnika Łódzka, Wydział Mechaniczny Instytut Maszyn Przepływowych antoni.smolny@p.lodz.pl ANALIZA OPŁYWU PROFILU
SYMULACJA NUMERYCZNA RUCHU POWIETRZA W OTOCZENIU ODSŁONIĘTYCH CZĘŚCI CIAŁA CZŁOWIEKA
SYMULACJA NUMERYCZNA RUCHU POWIETRZA W OTOCZENIU ODSŁONIĘTYCH CZĘŚCI CIAŁA CZŁOWIEKA KLEMM Katarzyna 1 JABŁOŃSKI Marek 2 1 Instytut Architektury i Urbanistyki, Politechnika Łódzka 2 Katedra Fizyki Budowli
LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW
Ćwiczenie numer 2 Pomiar współczynnika oporu liniowego 1. Wprowadzenie Stanowisko służy do analizy zjawiska liniowych strat energii podczas przepływu laminarnego i turbulentnego przez rurociąg mosiężny
Metoda Elementów Skończonych. Projekt: COMSOL Multiphysics 3.4.
Politechnika Poznańska Metoda Elementów Skończonych Projekt: COMSOL Multiphysics 3.4. Prowadzący: dr hab. Tomasz Stręk Wykonali: Piotr Figas Łukaszewski Marek Wydział: Budowa Maszyn i Zarządzania Kierunek:
Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania
Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Kierunek : Mechanika i Budowa Maszyn Profil dyplomowania : Inżynieria mechaniczna Studia stacjonarne I stopnia PROJEKT ZALICZENIOWY METODA ELEMENTÓW
METODA ELEMENTÓW SKOŃOCZNYCH Projekt
METODA ELEMENTÓW SKOŃOCZNYCH Projekt Wykonali: Maciej Sobkowiak Tomasz Pilarski Profil: Technologia przetwarzania materiałów Semestr 7, rok IV Prowadzący: Dr hab. Tomasz STRĘK 1. Analiza przepływu ciepła.
METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH
METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH PROJEKT Wykonali: Kucal Karol (TPM) Muszyński Dawid (KMU) Radowiecki Karol (TPM) Prowadzący: Dr hab. Tomasz Stręk Rok akademicki: 2012/2013 Semestr: VII 1 Spis treści: 1.Analiza
Wzór Żurawskiego. Belka o przekroju kołowym. Składowe naprężenia stycznego można wyrazić następująco (np. [1,2]): T r 2 y ν ) (1) (2)
Przykłady rozkładu naprężenia stycznego w przekrojach belki zginanej nierównomiernie (materiał uzupełniający do wykładu z wytrzymałości materiałów I, opr. Z. Więckowski, 11.2018) Wzór Żurawskiego τ xy
Katarzyna Jesionek Zastosowanie symulacji dynamiki cieczy oraz ośrodków sprężystych w symulatorach operacji chirurgicznych.
Katarzyna Jesionek Zastosowanie symulacji dynamiki cieczy oraz ośrodków sprężystych w symulatorach operacji chirurgicznych. Jedną z metod symulacji dynamiki cieczy jest zastosowanie metody siatkowej Boltzmanna.
Politechnika Poznańska
Politechnika Poznańska Metoda Elementów Skończonych Mechanika i Budowa Maszyn Prowadzący: dr hab. Tomasz Stręk, prof. nadzw. Wykonali: Maria Kubacka Paweł Jakim Patryk Mójta 1 Spis treści: 1. Symulacja
Politechnika Poznańska
Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Mechanika i Budowa Maszyn Projekt: Metoda elementów skończonych Prowadzący: dr hab. Tomasz STRĘK prof. nadzw. Autorzy: Małgorzata Jóźwiak Mateusz
Politechnika Poznańska
Politechnika Poznańska Metoda Elementów Skończonych Prowadzący: dr hab. T.Stręk, prof. nadzw. Wykonały: Stepnowska Anna Stepnowska Małgorzata Spis treści 1. Analiza wymiany ciepła w lampie halogenowej...
SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie
DEFINICJE OGÓLNE I WIELKOŚCI CHARAKTERYSTYCZNE WENTYLATORA WENTYLATOR maszyna wirnikowa, która otrzymuje energię mechaniczną za pomocą jednego wirnika lub kilku wirników zaopatrzonych w łopatki, użytkuje
MECHANIKA PŁYNÓW Płyn
MECHANIKA PŁYNÓW Płyn - Każda substancja, która może płynąć, tj. pod wpływem znikomo małych sił dowolnie zmieniać swój kształt w zależności od naczynia, w którym się znajduje, oraz może swobodnie się przemieszczać
POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH Wydział Mechaniczny Technologiczny PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA
POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH Wydział Mechaniczny Technologiczny PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Wykorzystanie pakietu MARC/MENTAT do modelowania naprężeń cieplnych Spis treści Pole temperatury Przykład
1. Zebranie obciążeń na konstrukcję Oddziaływania wiatru. wg PN-EN Dane podstawowe:
1. Zebranie obciążeń na konstrukcję. 1.1. Oddziaływania wiatru. wg PN-EN 1991-1-4 1.1.1. Dane podstawowe: Miejscowość: wg numeru zadanego tematu Wysokość nad poziomem morza: podać średnią wysokość miejscowości