alkalmazott hő-h szimuláci



Hasonló dokumentumok
3. MÉRETEZÉS, ELLENŐRZÉS STATIKUS TERHELÉS ESETÉN

MEREVSZÁRNYÚ REPÜLŐGÉPEK VEZÉRSÍK-RENDSZEREINEK KIALAKÍTÁSA 3 REPÜLŐKÉPESSÉG

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje az erőrendszerek egyenértékűségének és egyensúlyának feltételeit.

Mérnöki Optimálás Példatár

Korszerű légkezelő gépek fejlesztése. Előadó: Dr. Szekeres József ügyvezető igazgató Budapest, Comfort kiállítás

Szilárdságtan. Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

VASBETON LEMEZEK. Oktatási segédlet v1.0. Összeállította: Dr. Bódi István - Dr. Farkas György. Budapest, május hó

Lepárlás. 8. Lepárlás

SZILÁRDSÁGTAN A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak egyetemi ágon tanuló hallgatói részére (2004/2005 tavaszi félév, szigorlat)

5. ROBOTOK IRÁNYÍTÓ RENDSZERE Robotok belső adatfeldolgozásának struktúrája

492 Lantos-Kiss-Harmati: Szabályozástechnika gyakorlatok. 7. Gyakorlat

Vasbetonszerkezetek II. STNA252

XII. MAGYAR MECHANIKAI KONFERENCIA MaMeK, 2015 Miskolc, augusztus

Mechanika II. Szilárdságtan

$ NRQIHUHQFLD SURJUDPMD

F.I.1. Vektorok és vektorműveletek

FOLYADÉKOK ÉS GÁZOK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI

KÁOSZ EGY TÁLBAN Tóthné Juhász Tünde Karinthy Frigyes Gimnázium (Budapest) Gócz Éva Lónyai Utcai Református Gimnázium

Néhány érdekes függvényről és alkalmazásukról

Légszennyező anyagok terjedése a szabad légtérben

10.3. A MÁSODFOKÚ EGYENLET

Légköri áramlások, meteorológiai alapok

EXPONENCIÁLIS EGYENLETEK

ADDITÍV KONVOLÚCIÓS ÖSSZEGEK SPEKTRÁLIS FELBONTÁSA

Elektromágneses hullámok

1. El szó. Kecskemét, február 23. K házi-kis Ambrus

Koordináta-geometria alapozó feladatok

Vári Péter-Rábainé Szabó Annamária-Szepesi Ildikó-Szabó Vilmos-Takács Szabolcs KOMPETENCIAMÉRÉS 2004

Diplomamunka. Szabó Anett


VARGA MÁTÉ JÓZSEF SZAKDOLGOZAT

10. OPTIMÁLÁSI LEHETŐSÉGEK A MŰVELET-ELEMEK TERVEZÉSEKOR

Gázturbina égő szimulációja CFD segítségével

Standardizálás Főátlagok bontása Alkalmazások Feladatok Vége

Példa: 5 = = negatív egész kitevő esete: x =, ha x 0

M é r é s é s s z a b á l y o z á s

Dr. Mikó Balázs

Légsebesség profil és légmennyiség mérése légcsatornában Hővisszanyerő áramlástechnikai ellenállásának mérése

A továbbhaladás feltételei fizikából és matematikából

1 ábra a) Kompaundálás kétcsigás extruderben, előtermék: granulátum, b) extrudált lemez vákuumformázásának technológiai lépései, c) fröccsöntés

18. előadás ÁLLANDÓ KÖLTSÉGEK ÉS A KÖLTSÉGGÖRBÉK

A szárazmegmunkálás folyamatjellemzőinek és a megmunkált felület minőségének vizsgálata keményesztergálásnál

1 1 y2 =lnec x. 1 y 2 = A x2, ahol A R tetsz. y =± 1 A x 2 (A R) y = 3 3 2x+1 dx. 1 y dy = ln y = 3 2 ln 2x+1 +C. y =A 2x+1 3/2. 1+y = x.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki Kar. Járműelemek és Hajtások Tanszék. Siklócsapágyak.

Helyi tanterv Német nyelvű matematika érettségi előkészítő. 11. évfolyam


1. Folyadékok jellemzői, newtoni, barotróp folyadékok, gázok tulajdonságai, kavitáció

A SZÉL ENERGETIKAI CÉLÚ JELLEMZÉSE, A VÁRHATÓ ENERGIATERMELÉS

Foglalkozási napló. CAD-CAM informatikus 14. évfolyam

Írja fel az általános transzportegyenlet integrál alakban! Definiálja a konvektív és konduktív fluxus fogalmát!

Szabadsugár. A fenti feltételekkel a folyadék áramlását leíró mozgásegyenlet és a kontinuitási egyenlet az alábbi egyszerű alakú: (1) .

HIDRAULIKAI SZÁMÍTÁSOK AZ ÉPÜLETGÉPÉSZETBEN ÉS AZ ENERGETIKÁBAN

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZÕ OKIRAT (1)

FIZIKA NYEK reál (gimnázium, óra)

Többet látni... Többet nyújtani... testo 875 és testo 881

Merev test mozgása. A merev test kinematikájának alapjai

A szilárdságtan 2D feladatainak az feladatok értelmezése

Hegesztési folyamatok és jelenségek véges-elemes modellezése

4. Ingamozgás periodikus külső erő hatására

Mikrofluidika I. - Alapok

HASZNÁLATI ÚTMUTATÓ SKM 5000

MUNKAANYAG. Szabó László. Áramlástani alaptörvények. A követelménymodul megnevezése:

Analízis I. jegyzet. László István november 3.

Fűtési rendszerek elemei

ÖSZVÉRSZERKEZETEK. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés a BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszéken. Dr.

VIZSGAKÉRDÉSEK ÉS VÁLASZOK ENERGETIKAI MÉRÉSEK TÁRGYBÓL, 2014

Tanmenetjavaslat a 6. osztályos matematika kísérleti tankönyvhöz

Hogyan válasszunk ventilátort légtechnikai rendszerekhez?

Az alkalmazott matematika tantárgy oktatásának sokszínűsége és módszertanának modernizálása az MSc képzésében

5 Egyéb alkalmazások. 5.1 Akkumulátorok töltése és kivizsgálása Akkumulátor típusok

Hidrosztatikus körfolyamatok tervezése

Környezettechnika. 1. A környezettechnika alapjai és jelentősége. Energiaforrások és felhasználásuk.

Résbefúvó anemosztátok méréses vizsgálata érintõleges légvezetési rendszer alkalmazása esetén

Nemzeti alaptanterv 2012 MATEMATIKA

3D Grafika+képszintézis

Záró monitoring jelentés

ÁRAMLÁSTAN ALAPJAI. minimum tételek szóbeli vizsgához. Powered by Beecy

Hidraulika. 5. előadás

Készítette: Bujnóczki Tibor Lezárva:

9. Áramlástechnikai gépek üzemtana

A békák nyomában, avagy a GNSS infrastruktúra szerepe a légkör vízpáratartalmának meghatározásában

KORSZERŰ ÁRAMLÁSMÉRÉS I. BMEGEÁTAM13

VI. Kétismeretlenes egyenletrendszerek

Héj / lemez hajlítási elméletek, felületi feszültségek / élerők és élnyomatékok

Síklefedések Erdősné Németh Ágnes, Nagykanizsa

21. A testek hőtágulása

Minőségérték. A modellezés céljának meghat. Rendszer elemzés. Módszer kiválasztása. Modell megfelelőség elemzés. Működés szimuláció

Matematika POKLICNA MATURA

Szelepkiválasztás szempontjai Danfoss Elektronikus Akadémia.

Műszaki adatlap. ThyssenKrupp. Lexan Thermoclear Plus üregkamrás polikarbonát lemez

Acélszerkezetek. 2. előadás

JÁRMŐÁRAMLÁSTAN közúti jármővek II. autóbuszok, teherautók

Mechanika című MSc tantárgy: TENGELYMÉRETEZÉS

11. A SZÉLENERGIA HASZNOSÍTÁSA

A mikroskálájú modellek turbulencia peremfeltételeiről

A Magyar Lemezárugyár termékeinek csomagolásai a hatvanas, hetvenes években, egyéb játékdobozok tükrében

BMEEOVVASF4 segédlet a BME Építőmérnöki Kar hallgatói részére. Az építész- és az építőmérnök képzés szerkezeti és tartalmi fejlesztése

MÁSODIK TÍPUSÚ TALÁLKOZÁS A MÁTRÁBAN CLOSE ENCOUNTERS OF THE SECOND KIND IN MÁTRA HILL

Ez mit jelent? Ahány könyv annyi interpretáció, annyi diszciplína kerül bele.

Átírás:

Buderus Rosenberg sakmai napok Visegrád, 008.május.6-7. A légtechnikai l fejlestések sek során alkalmaott hő-h és áramlástani simuláci ciós s eljárások Sekeres GáborG Okl.gépésmérnök

Beeetés Numerikus simuláció hasnálata a légtechnikai fejlestéseknél A körneeti terhelés csökkentése mára fontos serepet kapott, és a jöőben még fokoottabb serepe les. A gártóknak fel kell késülniük a holnapra high-tech esköök Gépek energetikai optimaliálása Áramlási esteségek csökkentése Zaj csökkentése Hőtani esteségek csökkentése A légtechnikában jellemően mindig más és más feladatot kell megoldani, e nag rugalmasságot igénel. Gors reakcióidő és műsaki bitonság a egedi gép gártásban

Numerikus simuláci ció hasnálata a légtechnikai fejlestésekn seknél Nomonalak eg radiális átömlésű járókeréknél

Numerikus simuláci ció hasnálata a légtechnikai fejlestésekn seknél A sámítógépek fejlődése numerikus analíis fejlődése A astali sámítógép is képessé ált a hatékon numerikus simulációra Fiikai alapeleken alapul és nem empirikus össefüggéseken. Ebből adódóan rendkíül sokoldalúan hasnálhatóak Nagon semléletes eredméneket ad Mechanikai sámítások FEA/FEM - éges elemes módser silárd testek Áramlástani sámítások CFD - éges térfogatok módsere silárd testek körüli foladékok (gáok) Emelőfül Táskás sűrő

CFD - Computational Fluid Dnamics Áramlások numerikus simuláci ciója Történelem: Kedetben erősen katonai alkalmaás Első D kódok: ~1930tól Első 3D kódok: 1966tól (Douglas Aircraft) Majd: Boeing, Lockheed, Douglas, McDonnel Aircraft, NASA Alkalmaási területek: repülőipar, tengeralattjárók, hajók, helikopterek, autók Első teljes értékű kódok: 1980 (Grumman Aerospace, NASA) Mire alkalmas: Foladékok (és gáok) áramlásának isgálata matematikai módserekkel Leggakrabban sámítandó menniségek: Nomáseloslás Sebességtér Hőmérséklet eloslás Egéb (aj, erők, nomatékok, stb.)

CFD CFD - Computational omputational Fluid luid Dnamics namics Áraml ramlások numerikus simul sok numerikus simuláci ciója ja A áramlást leíró törének: Anagmegmaradás Kontinuitás egenlet Lendület megmaradás Naier-Stokes egenletek Energia megmaradás Energiaegenlet stb ( ) 0 = t ρ ρ = 1 g p t ν ρ = 1 g p t ν ρ = 1 g p t ν ρ Áramcső

CFD - Computational Fluid Dnamics Áramlások numerikus simuláci ciója Diskretiáció: Térben és időben Differenciál egenlet Algebrai egenlet (kontinuum) (diskrét) Alapel (tetsőleges állapotáltoóra): térfogaton belüli megáltoás felületeken aló átáramlás = forrás a térfogaton belül Numerikus háló késítése: éges térfogatok módsere Elemi cella Ipari alkalmaás: ma ~1.000.000 cella

CFD - Computational Fluid Dnamics Áramlások numerikus simuláci ciója Turbulencia: instabilitások keltette örének a áramlásban Nem kaotikus deterministikus A Naier-Stokes egenletek leírják Turbulens energia kaskád: Köetkemén: A turbulencia simulációjáho a legkisebb méretű örénekig ( ν -lépték) fel kell bontani a teret. Hatalmas sámítás igén Nag Re-sámok esetén még supersámítógép sem elég A turbulenciát modelleni kell!!! Produkció A átlag áramlásból Dissipáció A iskoitás miatt Nag örének ( L -lépték) Turbulens energia kaskád Kis örének ( l -lépték)

Turbulencia modelleése: Különböő megköelítések (résben empirikus össefüggések) A fal hatása domináns a turbulenciánál a falak körnékét külön kell keelni Öréniskoitás modellek Alapel: A foladékcsomagok hasonlóan iselkednek, mint a molekulák a kinetikus gáelméletben. A turbulenciát eg plus iskoitás taggal modelleük A legelterjedtebb ipari felhasnálásra (k-ε, k-ω) Renolds fesültségi modellek A Renolds fesültségtenort modelleük LES Nag örén simuláció stb. CFD - Computational Fluid Dnamics Áramlások numerikus simuláci ciója A nag öréneket simuláljuk (energia ~80-90%-a), a kicsiket modelleük Nag pontosság, nag erőforrásigén

CFD - Computational Fluid Dnamics Áramlások numerikus simuláci ciója Egserűsítések elhanagolások Áramlás időfüggése Elegendő-e a átlagos áramkép sámítása? Lamináris áramlás is lehet időfüggő! ϕ Síkáramlás 0 Kármán-féle örénsor A áramlás nem áltoik a harmadik irán mentén D egenletek! Simmetria Hengersimmetria, tükörsimmetria, periodikusság stb.

A simuláció folamata 1. geometriai repreentáció késítés (hálóás). soler és diskretiáció kiálastása 3. fiikai modellek kiálastása 4. kedeti- és peremfeltételek megadása 5. futtatás konergencia megítélése 6. kiértékelés 7. alidáció CAD geometria import A foladék behálóása Kellő felbontás ahol nag gradiensek árhatóak (falak, rések, lökéshullámok, leálások)

A simuláci ció folamata 1. geometriai repreentáció késítés (hálóás). soler és diskretiáció kiálastása 3. fiikai modellek kiálastása 4. kedeti- és peremfeltételek megadása 5. futtatás konergencia megítélése 6. kiértékelés 7. alidáció Soler: Csatolt / Segregált Implicit / Eplicit Időfüggő / befagott áramkép D / 3D simuláció Simmetria esetek Diskretiáció (tér- és időbeli) Első rendű / Másodrendű Köéppontos / sél-felől súloott

A simuláci ció folamata 1. geometriai repreentáció késítés (hálóás). soler és diskretiáció kiálastása 3. fiikai modellek kiálastása 4. kedeti- és peremfeltételek megadása 5. futtatás konergencia megítélése 6. kiértékelés 7. alidáció Gátörén Turbulencia modell Poroitás modell Hőátitel Hősugárás Többfáisú- / többkomponensű köegek Égés Oladás / Megsilárdulás Aeroakustika Stb

A simuláci ció folamata 1. geometriai repreentáció késítés (hálóás). soler és diskretiáció kiálastása 3. fiikai modellek kiálastása 4. kedeti- és peremfeltételek megadása 5. futtatás konergencia megítélése 6. kiértékelés 7. alidáció Belépés / kilépés: Falak: Sebesség Nomás Hőmérséklet Turbulencia fok, stb Súrlódási téneő Hőmérséklet Fali hőeetés Felületi forrástagok Simmetria és Periodikus peremfeltételek, térfogati forrástagok, stb

A simuláci ció folamata 1. geometriai repreentáció késítés (hálóás). soler és diskretiáció kiálastása 3. fiikai modellek kiálastása 4. kedeti- és peremfeltételek megadása 5. futtatás konergencia megítélése 6. kiértékelés 7. alidáció Futtatás: A soler a peremfeltételek alapján megoldja a egenleteket a numerikus hálón. Iteratí megoldás Konergencia: A sámítás során a áramkép tart a megoldás felé. A megmaradó menniségek hibáját (reidumok) figeljük Ha a reidum < küsöbsám, akkor a sámítás konergens

A simuláci ció folamata 1. geometriai repreentáció késítés (hálóás). soler és diskretiáció kiálastása 3. fiikai modellek kiálastása 4. kedeti- és peremfeltételek megadása 5. futtatás konergencia megítélése 6. kiértékelés 7. alidáció Viuális: A jelenség megértése Semléletesség Jól megfigelhetőek a áramlási struktúrák Cseppleálastó profilok Numerikus: Konkrét sámok Állapotáltoók eloslása, felületi és térfogati integráljai Diagramok

A simuláci ció folamata 1. geometriai repreentáció késítés (hálóás). soler és diskretiáció kiálastása 3. fiikai modellek kiálastása 4. kedeti- és peremfeltételek megadása 5. futtatás konergencia megítélése 6. kiértékelés 7. alidáció Statikus nomásnö. [Pa] 450 400 350 300 50 00 150 100 50 A sámítás eredménének össeetése a méréssel A ross eredmén is sép sínes! A elhanagolások és a háló durasága halmoott hibát okohat. Jelleggörbe össehasonlítás - XXXX-560_X Járókerék p st - Terfogatáram Mérés CFD 0 0 1000 000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Terfogatáram [m3/h]

A CFD simuláci ció előnei a hagomános fejlestéssel ssel semben Sámos előnnel rendelkeik a CFD simuláció Nem kell égigjárni a hagomános fejlestés tereés prototípusgártás mérés folamatát. Gors és hatékon Probléma feltárás Viuális eredmének Ismeretek elmélítése CFD a Rosenbergnél A egedi gép gártásban sinte minden gép más és más felépítésű Gakran gártunk gépeket speciális feladatokra Nagban segít a eddig nem tapastalt kihíásokho A rugalmassága érdekében a Rosenberg Hungária Kft. is rendelkeik saját CFD licenssel.

Erőss sségek és s nehés ségek, aag mire alkalmas a CFD Előnök: Eges esetekben csak e jöhet sóba: Nag méretek, nagon kis méretek Magas hőmérsékletek, eséles köegek Hatékonabb termékfejlestés Röidebb átfutási idők Eges nem kíánt problémák felderítése már a tereőastalnál Nehéségek: Komplett rendserek simulációja A simuláció nem teljes körű bionos fiikai hatások nincsenek figelembe ée! (pl. ibráció, aj) Eért mindig a problémának megfelelő modelleket kell kiálastani (tapastalat) Bionos esetekben hatalmas erőforrásigén

Alkalmaás s a légtechnikl gtechnikában Sámtalan területen alkalmaható, néhán példa: Légkeelőgépek és komponenseik fejlestése Légcsatornahálóatok, idomok kialakítása Kifúók fejlestése Heliségek optimális sellőtetésének kialakítása Senneőanagok (gá, füst) terjedésének isgálata Épületen belül Épületek köött (pl.: eg árosrés) Sélterhelés isgálata (pl.: eg nag sátortetőnél)

Esettanulmánok

Esettanulmánok : Berendeés simuláció

Esettanulmánok nok : Berendeés s simuláci ció Hőmérsékletisonok a légkeelőgépben Frissleegős ág Elsíó ág

Esettanulmánok : Alkatrés optimaliálás Új hátrahajló radiális átömlésű járókerék isgálata Mérés Jelleggörbe össehasonlítás - XXXX-560_X Járókerék pst - Terfogatáram CFD 450 400 Statikus nomásnö. [Pa] 350 300 50 00 150 100 50 0 0 1000 000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Terfogatáram [m3/h] Relatí sebesség ektorok Statikus nomás

Esettanulmánok nok : Alkatrés optimaliálás Hangcsillapító kulissák

Esettanulmánok nok : Alkatrés optimaliálás Konhai elsíó dobo a járókerék helete Statikus nomás Nel kialakításáal Sebesség ektorok

Esettanulmánok nok : Problémafelt mafeltárás Légkeelőgép-há (Airbo I60) termikus isgálata Termikusan sétálastott profil hőmérsékleti isonai Modulcsatlakoás

Esettanulmánok: nok: Gors átfutású problémák A átfutási idő mindösse 1- óra Homoksűrő ellenállása Statikus nomás Sebességábra

Esettanulmánok: nok: Gors átfutású problémák A átfutási idő mindösse 1- óra Cseppleálastó ellenállása és kilépő profil

Konklúi ió A CFDel égett termékfejlestés nagon sok esetben hatékonan alkalmaható Nem áltja ki teljesen a hagomános termékfejlestést, hanem jól kiegésítik egmást. Komol sakértelmet igénel Fiikai / matematikai ismeretek Tapastalat Eel a előadással is at serettük olna mutatni, hog a Rosenberg felkésült a egedi feladatok megoldására, korserű technikák alkalmaásáal.

Kösönöm m megtistelő figelmüket!