Uživatelské modely v numerických výpočtech procesních aparátů a zařízení
Typ dokumentu
habilitační prácehabilitation thesis
Autor
Petera, Karel
Instituce přidělující hodnost
České vysoké učení technické v Praze. Fakulta strojní.Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Použití nástrojů CFD při návrhu a konstrukci procesních aparátů a celé řady jiných strojních zařízení je v dnešní době nezbytnou podmínkou kvalitního výsledku. V řadě případů je nutné CFD
systémy rozšířit o další modely s pomocí uživatelsky definovaných funkcí. Tato práce ukazuje jejich implementaci a použití v systému ANSYS Fluent na dvou případech z oblasti procesní
a zpracovatelské techniky. Prvním je přenos tepla v impaktním proudu tekutiny, jehož průmyslovou obdobou je přestup tepla na dně nádoby míchané axiálním míchadlem. Důležitým faktorem
je zde přítomnost tangenciální složky, která v takovýchto případech významným způsobem
ovlivňuje charakteristiku přenosu tepla. V této práci je podrobně popsána metodika implementace uživatelské funkce postihující anizotropní turbulentní tepelný tok. Dále je zde prezentována
uživatelská funkce pro ověření vlivu podélné kondukce v teplosměnné ploše u experimentální
metody TOIRT. Na základě dalších numerických simulací míchané nádoby s usměrňovačem toku jsou v této práci vyhodnoceny integrálnı´ korelace pro Nusseltovo číslo a výsledky jsou
porovnány s experimentálnı´mi daty. Druhým prezentovaným případem je model „fotosyntetické
továrny“ (PSF) a implementace uživatelské funkce postihující vliv distribuce ozářenosti na růst
řasových mikroorganismů v promíchávaném systému. Cirkulace řasové kultury díky vhodnému
hydrodynamickému režimu mezi místy s vysokou a nízkou intenzitou osvětlení může podstatně
navýšit produkci biomasy. To se podařilo ověřit na modelu dvourozměrné geometrie čtvercové
kavity a také na plně trojrozměrném případu Couette-Taylorova zařízení. Výsledky simulací
prezentované v této práci demonstrují vliv fotoinhibice a zvýšení efektivity procesu s narůstající intenzitou promíchávání systému. Tato závislost odpovídá experimenálním datům jiných
autorů.
Kolekce
K tomuto záznamu jsou přiřazeny následující licenční soubory: