2016/17 tavaszi félév Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Áramlástan Tanszék Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék 2017. február 6. Kedves Kollégák, az alábbi lista tartalmazza az Áramlástan, az Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék, az Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika és a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékek által kiírt Önálló Feladat tárgy feladatkiírásait. A feladat választásánál vegyék figyelembe, hogy: A gépész BSc Folyamattechnika szakirányának BMEGEVGAG06 kódú kurzusát a négy tanszék közösen írta ki, így az ezt a tárgyat felvett hallgatók a listában szereplő összes kiírás közül válogathatnak. A tárgyon belül meghirdetett 4 kurzus közül, kérem, mindenki az válassza, amelyik tanszéken a feladatát választotta! (Ez fontos, a kiküldött üzenetek, prezentáció szervezése szempontjából.) A gépész BSc Folyamattechnika szakirányának BMEGEVGAG08 kódú tárgyát az Áramlástan és a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékek közösen írták ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók ezen két tanszék témái közül válasszanak! A gépész MSc Áramlástechnika szakirányának BMEGEVGMKF1 kódú tárgyát a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék írta ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék témái közül válasszanak! A feladatokra a megjelölt konzulensnél kell jelentkezni a szorgalmi időszak első hetének végéig (azaz 2017. február 10-ig). Sikeres jelentkezés után döntésüket - legkésőbb 2017. február 12-ig - a https://docs.google.com/forms/d/e/1faipqlsdepoxob2n9zwwneaaxoayxk4ux-x7lrdmiifntywsxvgbe űrlap kitöltésével kell véglegesíteni. 1
A tárgy teljesítésének feltétele a félév végén 10 perces prezentáció tartása a féléves munkáról. A beszámolókat a pótlási héten, vagy a vizsgaidőszak elején fogjuk tartani. A Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék feladatai között találhatók BSc szakdolgozat és MSc diplomaterv szintű feladatok is, ezt a feladatok végén jeleztük. 2
Tartalomjegyzék Áramlástan Tanszék 6 Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék 7 Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék 8 Üdítő ital oldat felmelegítése és oldás keverős készülékben.................. 8 Jégkrém hűtése kapartfalú hőcserélőben............................ 8 Hőcserélő felületi hőveszteségének vizsgálata.......................... 8 Dobszárító keverési teljesítményszükségletének meghatározása................ 8 Gravitációs szennyvízvezeték méretezése............................ 9 Kutyaház tervezése mérnöki szemmel.............................. 9 Magyar találmányok a vegyipari gépészet területén...................... 9 Fűrészgép hajtásrendszerének tervezése............................ 9 Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék 11 Szemcsés anyagok szegregációjának laboratóriumi vizsgálata................. 11 Nyílt felszínű Venturi-mérő (Parshall flume) készítése és kalibrálása ELKELT.... 11 Geometria előkészítés hatása háromdimenziós aneurizmák áramlástani szimulációjában.. 11 Kontrasztanyag keveredésének vizsgálata koponyaűri aneurizmákban ELKELT.... 12 Nemnewtoni anyagok (szennyvizek) áramlásának numerikus vizsgálata egyenes csőben és csőidomokban ELKELT................................ 12 Leválási frekvenciák vizsgálata áramlásba helyezett test után, kísérleti módszerrel ELKELT.......................................... 12 Véráramlás koszorúér szűkületben -ELKELT....................... 13 Akusztikusan gerjesztett gőz/gáz buborék dinamikus viselkedésének vizsgálata...... 13 Akusztikusan gerjesztett gőz/gáz buborék dinamikus viselkedésének vizsgálata...... 14 Örvényszivattyú-nyomóvezeték rendszer rezgésfelügyelete.................. 14 3
Káosz............................................... 14 Hasáb körüli áramlás numerikus vizsgálata.......................... 15 Gerjesztett áramlások numerikus vizsgálata.......................... 15 Nyomtatott áramköri elemek hőtani és áramlástani jellemzőinek vizsgálata analitikus és numerikus szimuláció alkalmazásával ELKELT................... 15 Vízemelő kos üzemének numerikus szimulációja........................ 16 Aerációs csatorna méretezése.................................. 16 Speciális kulisszás hajtómű kinematikai jellemzőinek számítása............... 16 Harmonikus mozgást végző test ellenállás-tényezőjének meghatározása ELKELT... 17 Dinamikus újrahálózási eljárás programozása (ANSYS-CFX és GMSH) ELKELT.. 17 Nyomáshatároló szelepből és tartályból álló rendszer stabilitásvizsgálata ELKELT.. 17 Függőleges tengelyű szélturbina vizsgálata........................... 18 Forma 1-es hátsó szárny numerikus vizsgálata ELKELT................. 18 Hibásan működő vízmelegítő numerikus vizsgálata ELKELT.............. 18 Rezgésdiagnosztika örvényszivattyún.............................. 18 Örvényszivattyú mérőállomás beüzemelése ELKELT................... 19 Hajómodell kísérleti medence méretezése ELKELT................... 19 Hidrodinamikus nyomatékváltó jelleggörbéjének számítása.................. 19 Koszorúér szűkület morfológiai (alaktani) elemzése...................... 20 Ivóvízhálózatok vizsgálata gráfelméleti módszerekkel..................... 20 Ivóvízhálózat ellenállóképesség növelése ELKELT.................... 21 Optimális mérési pontok kijelölése ivóvízhálózatokon ELKELT............. 21 3D áramlás enyhén görbült csövekben ELKELT..................... 21 Spektrál módszer alkalmazása az áramlástanban....................... 21 Optimális nyomásmérő helyek kijelölés városi vízhálózatban................. 22 Akusztikusan gerjesztett gázbuborék gömbi stabilitásának vizsgálata............ 22 Élhang strukturális érzékenységének vizsgálata ELKELT................ 23 4
Élhang módusainak numerikus kiszámítása.......................... 23 Ugró mozgás hatása a véráramlásra ELKELT...................... 24 Vérnyomásmérő laboreszköz tesztelése ELKELT...................... 24 Vérnyomásmérés közben összeroppanó érfal kísérleti vizsgálata ELKELT....... 24 Department of Hydrodynamic Systems 24 Static stability analysis of pressure relief valves........................ 24 Vibration monitoring of a turbomachine pipeline system................... 25 Measurement of characteristic curve of a turbomachine and affinity............. 25 Hydraulic Analysis of a Water Distribution System...................... 25 Airfoil CFD investigation.................................... 26 Analysis and design of a water distribution system...................... 26 Design of a turning vane..................................... 26 Hydraulic Analysis of a Water Distribution System...................... 26 5
Áramlástan Tanszék Az Áramlástan tanszék témakiírásai megtalálhatóak honlapjukon, a következő linkre kattintva: http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/neptun/feladatkiirasok/2016-2017-ii/ 6
Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Az Energetikai Gépek és Rendszerek tanszék témakiírásai megtalálhatóak honlapjukon, a következő linkre kattintva: http://www.energia.bme.hu/diplomaterv-temak 7
Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Üdítő ital oldat felmelegítése és oldás keverős készülékben Kapcsolattartó konzulens: Bothné dr. Fehér Kinga (feher@mail.bme.hu) Üdítőitalok készítésekor az ízesítő és adalék anyagok oldásának elősegítésére szükség van a folyadék melegítésére. Ez a folyamat egy függőleges elrendezésű keverős tartályban történik. Vizsgálja meg, hogy egy adott keverőelem típus esetén a keverő fordulatszám változása hogyan befolyásolja a folyadékoldali hőátadási tényezőt és a keverő motor teljesítmény felvételét. Szükséges előismeretek: - 1 BSc hallgató részére Jégkrém hűtése kapartfalú hőcserélőben Kapcsolattartó konzulens: Bothné dr. Fehér Kinga (feher@mail.bme.hu) Ismertesse, milyen technológiákban alkalmaznak kapartfalú hőcserélő berendezéseket hűtésre. Határozza meg, hány hűtő hőcserélőre van szükség adott tömegáramú jégkrém fagyáspontra való hűtésére Vizsgálja meg, milyen hatása van a hőcserélő rotor fordulatszám változásának a kilépő jégkrém hőmérsékletére. Szükséges előismeretek: - 2 BSc hallgató részére Hőcserélő felületi hőveszteségének vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Bothné dr. Fehér Kinga (feher@mail.bme.hu) Ismertesse a csőköteges hőcserélők felületi hőveszteség számításának menetét. Vizsgálja meg, hogyan változik a hőveszteség különböző fűtőközeg belépési hőmérsékletek és környezeti hőmérsékletek esetén. Ismertesse, milyen szigetelő anyagok alkalmazhatók a hőcserélők külső felületének szigetelésére. Vizsgálja meg, hogy különböző vastagságú szigetelő anyagok használatával hogyan csökkenthető a hőveszteség mértéke. Szükséges előismeretek: - 1 BSc hallgató részére Dobszárító keverési teljesítményszükségletének meghatározása Kapcsolattartó konzulens: Dr. Poós Tibor (poos@mail.bme.hu) 8
Szakirodalom alapján foglalja össze a vízszintes tengelyű keverős készülék keverési teljesítményszükséglet számításának módszereit! Készítsen mérési és számítási módszert a tanszéki keverős dobszárító keverési teljesítményének meghatározására! Készítse el a számítási algoritmust! Végezzen a témavezetővel egyeztetett min. 25 esetre méréseket! A mérések előtt végezzen próbamérést és győződjön meg annak helyességéről! Hasonlítsa össze a méréssel és számítással kapott eredményeket! Gravitációs szennyvízvezeték méretezése Kapcsolattartó konzulens: Dr. Poós Tibor (poos@mail.bme.hu) Ez egy javítás. Csoportosítsa a gravitációs szennyvízelvezető rendszereket és gyűjtse össze a szabványos csatornavezeték átmérőket! Részletesen ismertesse a szennyvízvezeték méretezésének összefüggéseit, különös tekintettel a cső lejtésének és a szennyvíz térfogatáramának hatását figyelembe véve! Készítsen táblázatot, diagramot vagy számítási algoritmust amely alkalmazásával könnyen kiválasztható az adott feladatra a csőátmérő. Végezzen ellenőrző számításokat a szennyvízátemelő gépcsalád tagjaira! Kutyaház tervezése mérnöki szemmel Kapcsolattartó konzulens: Dr. Poós Tibor (poos@mail.bme.hu) Ez egy javítás. Szakirodalom alapján kategorizálja a kutyaházakat méretük és alakjuk alapján! Állítsa össze a kutyaházakra vonatkozó részletes követelményjegyzéket! Végezzen hőtani számításokat! Tekintse át a piaci konstrukciókat és tervezzen egy műszaki, esztétikai és karbantartási szempontokat is kielégítő kialakítást. Végezzen gazdasági számítást! Magyar találmányok a vegyipari gépészet területén Kapcsolattartó konzulens: Dr. Poós Tibor (poos@mail.bme.hu) Gyűjtse össze milyen gépészeti tudományokhoz kapcsolódó magyar találmányok vannak! Részletesebben ismertesse a vegyipari gépészethez kapcsolódó találmányokat! Három magyar vegyipari gépészethez kapcsolódó találmánynak mutassa be a működési elvét, készítsen hozzá magyarázó ábrát, rajzokat! Mutassa be a találmány méretezési elvét, tervezési szempontjait! Fűrészgép hajtásrendszerének tervezése Kapcsolattartó konzulens: Dr. Poós Tibor (poos@mail.bme.hu) Irodalomkutatás alapján gyűjtse össze a különböző szalagfűrész hajtásrendszereket. Javasoljon a témavezető által adott konkrét esetre alkalmazható konstrukciót! Végezze el a hajtásrendszer 9
gépészeti méretezését! "Készítse el a hajtásrendszer műszaki-gyártási rajzát! Lehetőség szerint a gyártásban is részt vehet." Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Szükséges előismeretek: Inventor/AutoCAD 10
Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék Szemcsés anyagok szegregációjának laboratóriumi vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Bibó András (abibo@hds.bme.hu) Különböző méretű szemcséket tartalmazó elegyek rezgése során gyakran tapasztalható a nagyobb darabok felszínre emelkedése, felúszása. Bár a szétosztályozódás (szegregáció) jelensége régóta ismert, és leírására többféle magyarázat és modell is született, ezek egyike sem szolgáltat minden esetre érvényes eredményt, ráadásul nemcsak a felúszási időt becsülik rosszul, hanem sokszor az előrejelzésük is téves: bizonyos körülmények között a szimulációk alapján felúszást várnánk, miközben a valóságban lesüllyedést tapasztalunk. A probléma bonyolultságát mutatja, hogy - mivel a jelenségre analitikus képlet nem ismert - a befolyásoló paraméterek halmaza sem egyértelműen lehatárolt. Az elvégzendő feladat a lehetséges paraméterek (szemcseméret, sűrűség, rugalmasság, súrlódási tényező, szemcsealak, stb.) közül a jelenséget ténylegesen befolyásoló tényezők kiválasztása, ezt követően pedig a mért eredmények alapján a függés jellegének meghatározása, az irodalomban ismert formulák ellenőrzése. 1 BSc hallgató részére Szakdolgozat BSc Nyílt felszínű Venturi-mérő (Parshall flume) készítése és kalibrálása ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Bibó András (abibo@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Kullmann László A munka célja egy szabad felszínű áramlás térfogatáramának mérésére alkalmas eszköz elkészítése és kalibrálása. További cél az áramlóból rohanó vízmozgásba való átmenet helyének meghatározása numerikus szimulációk peremfeltételeinek felállítása céljából. 1-2 BSc hallgató részére Szakdolgozat BSc, Geometria előkészítés hatása háromdimenziós aneurizmák áramlástani szimulációjában. Kapcsolattartó konzulens: Csippa Benjamin (bcsippa@hds.bme.hu) Az aneurizmák olyan az ereken megjelenő beteges elváltozások mely során az érfal megnagyobbodik, deformálódik. Ennek egyik fajtája az úgynevezett agyi aneurizma. A betegség vizsgálatának céljából az orvosok kontraszt anyagot juttatnak az artériás érhálózatba, ami a CT felvételen elkülönül az azt körülvevő szervektől, így láthatóvá teszi a betegséget. Ezeket a felvételeket feldolgozzuk és numerikus áramlástani szimulációra alkalmas geometriát készítünk belőle. Ehhez több módszer is rendelkezésre áll, továbbá a feladat egy sor szubjektív döntést igényel. A feladat során ezeknek a módszereknek és döntéseknek a hatását fogjuk vizsgálni egy valós agyi aneurizma feldolgozásának esetén. Szükséges előismeretek: Ansys, Paraview, MatLab, 11
2 BSc vagy 1 MSc hallgató részére Szakdolgozat BSc, Kontrasztanyag keveredésének vizsgálata koponyaűri aneurizmákban ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Csippa Benjamin (bcsippa@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Paál György - Bicskei Levente részére Szakdolgozat BSc Nemnewtoni anyagok (szennyvizek) áramlásának numerikus vizsgálata egyenes csőben és csőidomokban ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Dr. Csizmadia Péter (pcsizmadia@hds.bme.hu) Az ipari gyakorlat során (vízellátás, erőműipar, élelmiszeripar, stb.) gyakran találkozhatunk nemnewtoni reológiájú anyagokkal, amelyeket szállítani kell a különböző technológiai lépésekben. Ezen anyagok szivattyúzási veszteségei különösen függnek a reológiai és áramlástani tulajdonságoktól. A félévi feladat során a hallgató elsőként rövid irodalomkutatást végez szennyvíz közegek reológiai tulajdonságaira vonatkozóan, majd numerikus módszerrel, ANSYS CFX környezetben vizsgálja a közegek veszteségtényezőit egyenes csőben és csőidomokban. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX 1 v. 2 BSc vagy 1 MSc hallgató Leválási frekvenciák vizsgálata áramlásba helyezett test után, kísérleti módszerrel ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Dr. Csizmadia Péter (pcsizmadia@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Gulyás András A Tanszéken hosszú hagyománya van a kavitációs alapkutatásnak, amely részeként egy laboratóriumi kavitációs csatorna is készült. A berendezés mérőterében különböző testek helyezhetőek el, amely körül a nagy sebességű áramlás a Kármán féle örvénysornak megfelelően periodikus leválást eredményezhet. A hallgatók a félév során röviden megismerkednek a téma irodalmával, majd a laboratóriumi mérőberendezéssel. Továbbá elvégzik a próbaméréseket, megvizsgálják és meghatározzák a szükséges beállításokat, majd a paraméterek változtatásával a Strouhal-szám és a Reynolds-szám kapcsolatát térképezik fel. (MSc-s diplomamunka témaként választva numerikus modellezéssel is meg kell vizsgálni a feladatot, Ansys CFX környezetben.) 2 BSc vagy MSc hallgató Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc, 12
Véráramlás koszorúér szűkületben -ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Dr. Halász Gábor (ghalasz@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Csippa Benjamin A szív és érrendszer gyakori megbetegedése a szívkoszorúérben kialakuló szűkület, amely gátolja a szív megfelelő vérellátását. A koszorúér geometriája képalkotó eljárással feltárható, a diplomaterv (vagy önálló feladat) témája az adott geometriában kialakuló véráramlás 3D szimulációja. A számítási eredmények összehasonlíthatók invazív mérések eredményével. Az elvégzendő feladatok: 1. A szakirodalom feltárása és megismerése 2. Geometria alkotás orvosi képek alapján (szegmentálás, felületháló javítás) 3. Az áramlási tér felépítése (merev falakkal) ANSYS CFX környezetben, hálózás, beteg-specifikus peremfeltételek kidolgozása. 4. Futtatások 5. A mérési és szimulációs eredmények összehasonlítása. 6. Opcionális feladatok: i) érfal anyagmodell választás; ii) számítás deformálódó érfalak esetén; iii) merev és deformálódó érfallal nyert eredmények összehasonlítása; 7. Az eredmények összefoglalása, értékelése, kitekintés. Szükséges előismeretek: matlab, ANSYS, VMTK MSc diplomamunka egy hallgató részére, vagy MSc önálló feladat két hallgató részére Diplomaterv MSc, Akusztikusan gerjesztett gőz/gáz buborék dinamikus viselkedésének vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc (hegedusf@hds.bme.hu) A legtöbb mérnöki alkalmazásban a kavitáció mint réteg kavitáció vagy mint buborék felhő jelenik meg, és általában kerülendő káros jelenség. Az egyetlen buborék vizsgálata során kapott eredmények azonban jól használhatók egyes speciális tudományterületeken, mint például a rohamosan fejlődő ultrahangos technológiában. Ilyen például az új polimerek kutatása polimer láncok tördelésével a buborék összeroppanása során keletkező lökéshullám segítségével; a keletkező, akár több ezer Kelvin fokos hőmérséklet kémiai reakciókat indíthatnak be így egy kicsi kémiai rektornak is használható; vagy akár az orvostudományban a rák kezelésének alternatív módja is lehet. A fent említett alkalmazások adták az ötletet, hogy egy harmonikusan (szinuszosan) gerjesztett buborék vizsgálata során kapott eredmények értékes információval szolgálhatnak. A projekt során a modern nemlineáris dinamika módszereinek alkalmazásával a különböző típusú buborék rezgéseit fogjuk meghatározni (periodikus, kaotikus). Cél, a gerjesztés paramétereinek függvényében (amplitúdó, frekvencia) meg kell találni azokat a tartományokat, ahol a rezgés során extrém körülmények keletkeznek, azaz, nagy nyomás, hőmérséklet vagy akár lökéshullám. Továbbá, az orvostudományi alkalmazások során fontos a kiszámítható viselkedés, így a kaotikus tartományok feltérképezésével ezek elkerülhetőek. Habár a buborék geometriája nagyon egyszerű, de a fizikája és dinamikája rendkívül bonyolult! Szükséges előismeretek: Matlab BSc/MSc Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc, 13
Akusztikusan gerjesztett gőz/gáz buborék dinamikus viselkedésének vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc... Szükséges előismeretek: Matlab Pádár Beáta részére Szakdolgozat BSc (hegedusf@hds.bme.hu) Örvényszivattyú-nyomóvezeték rendszer rezgésfelügyelete Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc (hegedusf@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Kalmár Csanád A rezgésdiagnosztika/rezgésfelügyelet mára már a forgó gépek üzem közbeni vizsgálatának szinte elengedhetetlen eszközévé vált. Ez alól a szivattyúk sem jelentenek kivételt, amik az ipari energiafogyasztás 25%-át teszi ki. A forgógépek által kibocsátott rezgések olyan információkkal láthatják el a mérnököket vagy az üzemeltetőket, amikkel az esetleges meghibásodások előre jelezhetők vagy kiküszöbölhetők. Mint például kavitációs üzem, kiegyensúlyozatlanság, tengelyek nem megfelelően pontos csatlakoztatása vagy csapágyhibák. A feladat célja egy, a tanszék laborjában található szivattyú-nyomóvezeték rendszer vizsgálata rezgésfelügyeleti módszerekkel. Ez a rendszer nyomócsonkjára szerelt nyomástávadó jeléből számolt spektrumok szisztematikus kiértékelésével valósítható meg. Szükséges előismeretek: Excel, Word, (Matlab) BSc/MSc Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc, Káosz Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc (hegedusf@hds.bme.hu) A projekt során a kaotikus rendszerek viselkedésével, kontrol paraméterektől való függőségével ismerkedünk meg. A vizsgált modell egy nagyon egyszerű iterációs leképezés, az úgy nevezett Logistic Map. Ezt a modellt eredetileg a populáció dinamikában alkalmazták. Az iterációs leképezés gyakorlatilag egy szám sorozat, ahol soron következő szám értéke az előző szám értéktől függ. Hasonló számsorozattal az élet számos területén találkozhatunk, gondoljuk például valamilyen digitális mérési folyamatra, ahol a mért mennyiséget, mint egy számsorozat tároljuk a számítógépen. A matematikai modell, egyszerűsége miatt, rendkívül alkalmas a kezdő diákok számára az olyan absztrakt fogalmak megértésére, mint káosz, Lyapunov exponens, bifurkációs struktúra. Az előbb említett példánál maradva, a szakemberek körében még mindig kihívás eldönteni egy mért, hibával terhelt jelről, hogy az sztohasztikus (véletlenszerű) vagy tényleg kaotikus. Továbbá, az egyenlet alkalmas a numerikus módszerek és az igényes paraméter tanulmány technikáinak elsajátítására. Egyszerű programozhatósága végett, ha a projekt nagyon jól halad, akkor a feladatot Matlab-tól eltérő szoftveres környezetben is meg lehet valósítani (c++ / CUDA-GPU), vagy a megszerzett tapasztalatokat összetettebb modelleken (pl. folytonos) lehet kamatoztatni. 14
Szükséges előismeretek: Matlab, (C++, CUDA-GPU) BSc/MSc Hasáb körüli áramlás numerikus vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc (hegedusf@hds.bme.hu) Klasszikus áramlástani feladat egy hasáb körüli áramlás vizsgálata, a Reynolds szám és Strouhal szám kapcsolatának feltérképezése, a leválási frekvenciák meghatározása. Ismert jelenség az ekkor keletkező Kármán-féle örvénysor, amelynek megjelenése / elkerülése nemcsak áramlástani feladatokban kerülhet elő, hanem pl. hidak, tornyok tervezésekor is. A félév során a hallgató numerikus módszerrel, ANSYS CFX környezetben vizsgálja a problémakört. Fontos megjegyezni, hogy az egyszerűnek tűnő geometria tanulás szempontjából nem hátrány, hanem ELÕNY! Ugyanis a bonyolult feladatok során szinte elkerülhetetlen checkbox kombinációk próbálgatása helyett a tranziens áramlások megértésére és egy tisztességes paramétertanulmány elvégzésére tudunk koncentrálni. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX BSc/MSc Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc, Gerjesztett áramlások numerikus vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc (hegedusf@hds.bme.hu) A félév során két dimenziós áramlástani problémát fogunk vizsgálni. A geometria nagyon egyszerű, viszont a peremfeltételek időben harmonikusan változó függvények. Arra vagyunk kíváncsiak, hogy az így kapott gerjesztett áramlástani rendszerben milyen rezonancia jelenségek lépnek fel. A problémát ANSYS CFX szoftver segítségével, a teljes áramlástani feladatot megoldjuk, amivel feltérképezhető, hogy a feladat nemlineáris volta hogyan befolyásolja a rezonancia jelenségét. A fent vázol alapkutatási probléma eredményei alapja lehet olyan ipari alkalmazások hatékonyságának növelésében, mint például a hőátadás vagy kaotikus keveredés. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX BSc/MSc Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc, Nyomtatott áramköri elemek hőtani és áramlástani jellemzőinek vizsgálata analitikus és numerikus szimuláció alkalmazásával ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Gulyás András (gulyasandrass@gmail.com), további konzulens(ek): Dr. Csizmadia Péter A feladat során rendelkezésre áll egy egyszerűsített nyomtatott áramkör modellje, ahol az elsődleges cél az áramköri komponensek jellemző üzemi hőmérsékletének a csökkentése, ami történhet 15
passzív és aktív hűtéstechnikai megoldásokkal. Jelen feladatban az aktív hűtési esetet ventilátor adja, passzív esetben pedig a ventilátor kikapcsolt üzemben van, tehát ekkor a hűtés hatékonysága a komponensek és hűtőbordák anyagi jellemzőitől valamint a hőtani alapjelenségektől (hőátadás+hővezetés+hősugárzás) függ. A feladat kidolgozása során a cél egy aktív és egy passzív eset vizsgálata analitikus módon és numerikus szimuláció révén, majd a kapott eredmények értelmezése és összevetése. Szükséges előismeretek: Áramlástan, Műszaki hőtan II., Numerikus Áramlástan 1-2 BSc hallgató (ajánlott Kovács Dániel Gábor részére) Vízemelő kos üzemének numerikus szimulációja Kapcsolattartó konzulens: dr. Kullmann László (lkullmann@hds.bme.hu) A vízemelő kos működésének alapja, hogy a kis esésű fő térfogatáram lefékezésekor létrejövő nyomáshullám a térfogatáram kis hányadát nagy magasságra emeli. A működés megfelelő szelepekkel automatikussá tehető. Feladat: a két csövet, légüstöt és két szelepet tartalmazó rendszer működésének leírása parciális differenciálegyenletekkel (csövek) és közönséges differenciálegyenletekkel (légüst és szelepek). A rendszer numerikus megoldása a karakterisztikák módszerével, melyhez a légüst és a szelepek peremfeltételként csatlakoznak. További feladat paramétertanulmányok végzése (légüst méretek, szelep jelleggörbék, szeleprugó állandók variálása). Szükséges előismeretek: ÁTRD vagy UFPN elvégzése Egy-két MSc-s hallgató, aki eredményesen vizsgázott Áramlástechnikai rendszerek dinamikája vagy Unsteady flows in pipe networks tárgyból Aerációs csatorna méretezése Kapcsolattartó konzulens: dr. Váradi Sándor docens (svaradi@hds.bme.hu) Meghatározandók az aerációs csatorna alsó és felső terében kialakuló nyomás -, sebesség - és fluidizációs sebesség - hossz menti eloszlásfüggvényei a kiadandó mintapéldabeli adatokkal. A feladat megoldásához rendelkezésre áll egy matematikai fizikai modell, ami a csatorna elemi szakaszaira felírt áramlástani alapegyenletekre (kontinuitás és impulzustétel) támaszkodik. A modell eredményeként adódott differenciálegyenleteket Runge-Kutta módszerrel kell megoldani, amihez önálló programozás szükséges. A téma választása különösen ajánlott azon hallgatók részére, akik a Pneumatikus szállítás című tárgyat választották. 2 MSc Speciális kulisszás hajtómű kinematikai jellemzőinek számítása Kapcsolattartó konzulens: dr. Váradi Sándor docens (svaradi@hds.bme.hu) 16
Meghatározandók egy állandó görbületi sugarú kulisszakerettel rendelkező hajtómű mozgástörvényei, azaz a kulisszakeret elmozdulás idő, a sebesség idő és gyorsulás idő függvénykapcsolatai, továbbá a sebesség illetve gyorsulás hely szerinti változása. Fentiek egy mintapélda adataival diagramokban bemutatandók. 2 BSc Harmonikus mozgást végző test ellenállás-tényezőjének meghatározása ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Erdődi István (ierdodi@hds.bme.hu) Az ellenállás-tényezőre vonatkozó számítások és mérések jellemzően állandósult állapotbeli szituációkra vonatkoznak kérdés, hogy ezek az eredmények mennyiben alkalmazhatók akkor, ha az áramlásba helyezett test nagyfrekvenciás lengőmozgást végez. A munka célja egy olyan CFD modell megalkotása, mellyel a stacionárius és instacionárius ellenálláserők összehasonlíthatók. A feladat elkészítése során a hallgatók megismerkedhetnek a deformálódó hálóban rejlő lehetőségekkel is. Szükséges előismeretek: ANSYS felhasználói ismeret előny, de nem feltétel 2 BSc vagy MSc hallgató részére Dinamikus újrahálózási eljárás programozása (ANSYS-CFX és GMSH) ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Erdődi István (ierdodi@hds.bme.hu) Szelepek numerikus áramlástani modellezése esetén figyelembe kell vennünk az áramlási tér megváltozását a nyitási és a zárási folyamatok során. Erre lehetőséget ad ANSYS-CFX környezetben a háló deformációja, azonban a tapasztalatok alapján ez csak szűk mozgatási tartományban működőképes, nagyobb elmozdulások esetén a háló tönkremegy. Ez elkerülhető a modellezett tartomány számítás közbeni újrahálózásával. A hallgató(k) feladata egy olyan kód elkészítése, amely GMSH (ingyenes hálózó program) és ANSYS-CFX között ezt az újrahálózást lehetővé teszi. Bonyolult hangzása ellenére a feladat a gépészmérnöki alapképzés során szerzett programozási ismeretekkel teljesíthető. (Illusztráció a folyamatról: https://youtu.be/nwung5wa5h4) Szükséges előismeretek: MSc hallgató(k) esetén ANSYS felhasználói 2 BSc/MSc hallgató (féléves feladat) vagy 1 BSc/MSc hallgató (szakdolgozat, diplomaterv) Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc, Nyomáshatároló szelepből és tartályból álló rendszer stabilitásvizsgálata ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Erdődi István (ierdodi@hds.bme.hu) Kádár Fanni számára. 17
Szükséges előismeretek: - 1 BSc hallgató Függőleges tengelyű szélturbina vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Gráf Mihály (mgraf@hds.bme.hu) A cél egy függőleges tengelyű szélturbina tervezése és numerikus áramlástani vizsgálata, elsősorban paramétervizsgálat, esetleg optimalizálás valamilyen egyszerű paraméterre. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX, és bármilyen 3D CAD szoftver ismerete szükséges. 1MSc hallgató részére Diplomaterv MSc Forma 1-es hátsó szárny numerikus vizsgálata ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Gráf Mihály (mgraf@hds.bme.hu) A cél egy adott geometriájú hátsó szárny egésze és alkatrészei viselkedésének megértése CFD vizsgálatok segítségével. Szükséges előismeretek: ANSYS Fluent vagy CFX, illetve Solidworks ismerete 1BSc/MSc hallgató részére Szakdolgozat BSc, Hibásan működő vízmelegítő numerikus vizsgálata ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Gráf Mihály (mgraf@hds.bme.hu) A cél megismerni egy jelenleg hibásan működő, egyéni tervezésű vízmelegítő viselkedését szimulációs környezetben. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX, és tetszőleges 3D-s CAD szoftver ismerete 1BSc hallgató részére Rezgésdiagnosztika örvényszivattyún Kapcsolattartó konzulens: Hajgató Gergely (ghajgato@hds.bme.hu) Örvényszivattyúk meghibásodási formái kimutathatók rezgésgyorsulás mérésével és annak spektrumanalízisével. A hallgató(k) feladata egy százhalombattai telephelyű cégnél ilyen jellegű mérések elvégzése, majd az adatok kiértékelése. A kiértékeléshez saját programkódot és Excel-táblákat kell készíteni. 18
Szükséges előismeretek: Algoritmizálási képesség és az Excel felhasználói szintű ismerete kötelező, Python programnyelv és örvényszivattyúk szerkezetének ismerete előnyös. 1-2 BSc hallgató részére Örvényszivattyú mérőállomás beüzemelése ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Hajgató Gergely (ghajgato@hds.bme.hu) Tanszékünk egy új örvényszivattyú mérőállomást szeretne üzembe állítani, melybe a KSB hazai képviseletének köszönhetően korszerú szivattyúhajtási és műszerezési megoldások vannak beépítve. A hallgató feladata a műszerezés összeállítása úgy, hogy a lehető legtöbb üzemi paramétert számítógépes adatgyűjtéssel tudjuk rögzíteni. Ezentúl feladat még a szivattyú üzemi paramétereinek (H(Q) görbe, esetleg rezgésgyorsulás adatok) kimérése, hogy azok referenciaként szolgálhassanak a későbbi hallgatói mérések számára. Szükséges előismeretek: Alapvető elektronikai és számítógépes ismeretek szükségesek. 1 BSc hallgató részére Hajómodell kísérleti medence méretezése ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Hajgató Gergely (ghajgato@hds.bme.hu) Úszó testek tervezésénél napjainkban is fontos szerepet játszanak a modellkísérletek, melyek lebonyolításához mind mélységben, hosszban és szélességben megfelelő méretű kísérleti medence szükséges. A hallgató feladata, hogy szakirodalmi kutatás alapján a hajó körüli áramlás sajátosságait figyelembe véve meghatározza a kísérleti medence minimális méreteit, majd egy adott hajómodell CFD szimulációjával bizonyítsa, hogy a medence falainak közelsége nincs ráhatással a hajó körüli áramképre. Szükséges előismeretek: ANSYS felhasználói ismeretek szükségesek. 1 BSc hallgató részére Szakdolgozat BSc Hidrodinamikus nyomatékváltó jelleggörbéjének számítása Kapcsolattartó konzulens: Halász Gábor (ghalasz@hds.bme.hu) A hidrodinamikus nyomatékváltó nem szerepel (jelenleg) az Áramlástechnikai gépek tárgy tantervében, de nehéz munkagépek, mozdonyok hidraulikus hajtóművének gyakran használt eleme. A feladat kidolgozása során elvégzendő feladatok: *megismerni a nyomatékváltó működési elvét; *irodalomkutatás (számítási módszerek, alkalmazások); *az alapegyenletek programozása, jelleggörbe számítás adott geometria esetén; *a veszteségek elemzése; *az indítónyomaték növelésének lehetőségei; * működőképes vázlat készítés *összefoglalás. 19
Szükséges előismeretek: * Matlab, Maple, vagy más programnyelv felhasználó szintű ismerete; Áramlástan, Áramlástechnikai gépek esetén 2 BSc-s hallgató, szakdolgozat esetén egy BSc-s hallgatzó. Szakdolgozat BSc, Koszorúér szűkület morfológiai (alaktani) elemzése Kapcsolattartó konzulens: Halász Gábor (halasz@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Horváth Tamás A szív vérellátását a koszorúerek biztosítják. A koszorúér szűkület (stenosis) káros hatása, hogy a szív egyes területei nem kapnak elegendő mennyiségű friss vért. E káros hatást jelenleg csak invazív méréstechnika alkalmazásával tudjuk számszerűsiteni. Az invazív mérés drága és nem veszélytelen beavatkozás. Ezért az a célunk, hogy a szűkület alakjellemzőit kapcsolatba hozzuk a szűkületen bekövetkező nyomáseséssel (FFR frakcionált áramlási rezerv). Az FFR a stenosis utáni (Pdist) és a stenosis előtti (Pprox) nyomások hányadosa. Az elvégzendő feladatok: 1. Szakirodalom áttekintése, elemzése. 2. Rendelkezésünkre áll 20, koszorúér-szűkületben szenvedő beteg szív CT-vel készült 3D képsorozata, és a stenosis által okozott vérnyomásesést jellemző FFR érték. A 3D képekből (meglévő szoftverrel) a koszorúér ívhossz érsugár kapcsolatot (digitalizált formában) fel kell tárni. 3. Keresni kell olyan statisztikai eljárásokat-jellemzőket, amely segítségével leírható a szűkület és az jól korrelál a nyomáseséssel. Itt tág tere van a hallgatói kreativitásnak. 4. Az eredmények elemzése, összefoglalás, kitekintés. Szükséges előismeretek: Előfeltételek: legalább közepes jegy a matematika szigorlaton és a Műszaki gazdasági adatok elemzése c. tárgyból. Valamely programnyelv (Matlab, R, C++, C) felhasználószintű ismerete 2 BSC vagy MSC hallagató részére Diplomaterv MSc, Ivóvízhálózatok vizsgálata gráfelméleti módszerekkel Kapcsolattartó konzulens: Hős Csaba (cshos@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Wéber Richárd Az ivóvízellátó hálózatok nagyméretű gráfként is felfoghatók, így a nagyméretű hálózatok vizsgálatához kifejlesztett matematikai módszerek ezen hálózatokra is alkalmazhatók. A projekt keretében ezen módszerek alkalmazhatóságát vizsgáljuk ivóvízhálózatok mélyebb minőségi/mennyiségi megértésének segítésére. Szükséges előismeretek: Valamilyen matematikai programozási nyelv (Matlab/Julia/C++/Python). 2 Bsc/MSc hallgató Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc, 20
Ivóvízhálózat ellenállóképesség növelése ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Hős Csaba (Hős Csaba) A projekt kidolgozása során alkalmas mérőszámot keresünk egy ivóvízhálózat ellenállóképességének (pl. üzemzavar okozta csőkizárásal szembeni érzékenység) számszerűsítésére. Ezután matematikai optimalizálás segítségégével, véges erőforrások bevonásával (pl. adott számú új kapcsolat létrehozásával), a topológia megtartásával növeljük a rendszer ellenállóképességét. Szükséges előismeretek: C++ Huzsvár Tamás részére Optimális mérési pontok kijelölése ivóvízhálózatokon ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Hős Csaba (cshos@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Wéber Richárd A projekt keretében megvizsgáljuk egy ivóvízhálózat optimális mintavételezési pontjainak kiválasztását, azaz azon csomópontokat szeretnénk meghatározni, melyeken nyomást mérve a hidraulikai modell - a kalibrálás után - a lehető legpontosabb eredményt adja. Ennek első lépése a modell kiválasztása, majd kalibrálandó paraméterek kijelölése és a kovarianciamátrix felépítése. A feladat végül egy optimalizálási problémára vezet, melynek megoldására genetikus algoritmust fogunk használni. Szükséges előismeretek: Matlab/Julia Keszthelyi Gergely részére 3D áramlás enyhén görbült csövekben ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Hős Csaba (cshos@hds.bme.hu) Enyhén görbült csövekben való áramlás leírására rendelkezésre állnak elméleti módszerek, ám ezek pontossága és érvényességi tartomány bizonytalan. A projekt keretében CFD számításokat végeznek a hallgatók, melyek lehetővé teszik az elméleti modellek ellenőrzését. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX 2 Bsc/Msc hallgató részére Spektrál módszer alkalmazása az áramlástanban Kapcsolattartó konzulens: Klapcsik Kálmán (kklapcsik@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Hegedűs Ferenc Valós, áramlástani jelenségek leírására és megértésére gyakran parciális differenciálegyenletet vagy 21
egyenletrendszert kell megoldanunk. Ezeknek az egyenleteknek a legtöbb esetben nem léteik analitikus, egyszerű képletekkel megadható megoldása, ezért valamilyen numerikus módszert kell használnunk. A numerikus megoldásnak a lényege, hogy az ismeretlen megoldást csak bizonyos pontokban (térbeli és időbeli hálón) határozzuk meg, így a folytonos megoldás függvényét egy pontsorozattal közelítjük. A legtöbb, kereskedelemben kapható és/vagy nyílt forráskódú szoftverek (ANSYS CFX, ANSYS Fluent, OpenFOAM) a térbeli közelítésre valamilyen alacsonyrendű módszert használ, például, három egymás mellett elhelyezkedő pontra illesztett másodrendű parabolával közelíti a folytonos megoldást. Az alacsony rend használata miatt a térbeli felosztásnak nagyon finomnak kell lennie, hogy a numerikus hibát megfelelően alacsony szinten tartsuk. Ezért ez a megközelítés nagyon erőforrás igényes. Ez a probléma a magasabb rendű közelítést használó megoldókkal, mint például spektrál módszer kiküszöbölhető. Ezek a módszerek a térbeli közelítést sok nagyságrenddel hatékonyabban oldják meg, mint a klasszikus, alacsonyrendű módszerek. Ez teszi lehetővé, hogy a turbulencia kutatásban gyakorlatilag ez az egyedüliként alkalmazott numerikus eljárás. A feladat során különböző áramlástani problémákon keresztül megismerkedünk ennek a rohamosan tejredő és fejlődő módszernek a lelkivilágával. Ha eleged van a hónapokig tartó hálózásból és az irdatlan mennyiségű checkbox kombinációk kipróbálása után sem lefutó szimulációkból, akkor ez a te önálló feladatod. Szükséges előismeretek: MATLAB 2 BSc és/vagy MSc hallgató részére Szakdolgozat BSc, Optimális nyomásmérő helyek kijelölés városi vízhálózatban Kapcsolattartó konzulens: Klapcsik Kálmán (kklapcsik@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Hős Csaba Egy városi ivóvízhálózat megfelelő üzemeltetése érdekében elengedhetetlen a nyomásviszonyok minél pontosabb ismerete. Bár a szivattyú nyomócsonkokon jellemzően rendelkezésre állnak nyomásadatok, gyakran szükséges további mérőhelyek kijelölése is. A hálózat megfelelő monitorozása érdekben úgy kell kialakítani ezeket a mérési pontokat és/vagy mérési körzeteket, hogy a hálózat üzemállapotáról a lehető legtöbb információt kapjuk. A mérési pontok kijelölése vagy állandó műszerezés kiépítése során, vagy időszakos, átmeneti mérés (pl. hibakeresés vagy hidraulikai modell kalibrálása) miatt merül fel. A mérőműszereket a józan ész határain belül gyakorlatilag tetszőleges helyre telepítjük. A nehézséget az okozza, hogy korlátozott számú műszer áll rendelkezésre, viszont a potenciális mérőhelyek száma több száz vagy ezer. A feladat során különböző stratégiákat dolgozunk ki a probléma megoldására. Az eljárások alkalmazhatóságát valós méretű városi vízhálózatokon teszteljük. Szükséges előismeretek: MATLAB 2 BSc és/vagy MSc hallgató részére Szakdolgozat BSc, Akusztikusan gerjesztett gázbuborék gömbi stabilitásának vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Klapcsik Kálmán (kklapcsik@hds.bme.hu) 22
Ha egy folyadékot nagy intenzitású és frekvenciájú ultrahanggal sugárzunk be, akkor a folyadékban jó közelítéssel gömbszimmetrikus buborékok keletkeznek, melyek buborékfelhőt (akusztikus kavitáció) alkotnak. Az akusztikusan gerjesztett buborékok összeroppanása extrém körülményeket idézhet elő, ami számos ipari alkalmazásban hasznosítható: több ezer Kelvin hőmérséklet (szonokémia), kaotikus viselkedés/keveredés (élelmiszeripar), lökéshullám (polimer láncok tördelése). Iparai alkalmazhatóság szempontjából fontos kérdés, hogy az akusztikusan gerjesztett buborékok milyen paramétertartományon tekinthetők stabilnak. A stabilitás-vesztés egyik meghatározó oka a buborék gömb alakjának elvesztése. Ekkor a buborék felszínén a sorozatos összeroppanás hatására a felületi hullámok növekednek, ami a buborék szétesését eredményezi. A feladat során megismerkedünk a számításra alkalmas matematikai modellekkel, majd MATLAB-ba implementáljuk azokat. Cél a gömbi stabilitás határainak feltérképezése. Szükséges előismeretek: MATLAB 2 BSc és/vagy MSc hallgató részére Szakdolgozat BSc, Élhang strukturális érzékenységének vizsgálata ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Nagy Péter (pnagy@hds.bme.hu) Az élhang az egyik legalapvetőbb aeroakusztikai jelenség. Ez egy szabadsugárból és a vele szembe helyezett ékből áll, amiben az áramlás lengeni kezd erős hang kíséretében. Ennek segítségével adnak ki hangot többek közt a fúvós hangszerek. A hallgató feladata a jelenség strukturális érzékenységének vizsgálata, azaz megállapítani, hogy a lengés hol a legérzékenyebb a módosításokra. Ehhez CFD szimulációkat kell végezni ANSYS CFX segítségével. Szükséges előismeretek: Alapvető áramlástani és CFD ismeretek elégségesek, CFX ismeret előnyt jelent. 2 BSc hallgató részére Élhang módusainak numerikus kiszámítása Kapcsolattartó konzulens: Nagy Péter (pnagy@hds.bme.hu) Az élhang az egyik legalapvetőbb aeroakusztikai jelenség. Ez egy szabadsugárból és a vele szembe helyezett ékből áll, amiben az áramlás lengeni kezd erős hang kíséretében. Ennek segítségével adnak ki hangot többek közt a fúvós hangszerek. A hallgató feladata ezen lengések kiszámítása egy nyílt forráskódú program, a Nektar++ segítségével. A feladat megoldásához programozni nem kell tudni, viszont erős matematikai és CFD alapismeretek szükségesek vagy komoly érdeklődés irántuk. 1 MSc hallgató 23
Ugró mozgás hatása a véráramlásra ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Szabó Viktor (vszabo@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Halász Gábor Tanszékünk munkatársai egy szoftvert fejlesztettek, amely mozgó artériás érhálózatban keringő véráramlás modellezésére alkalmas. A hallgató feladata a szakirodalom áttekintése után egy megfelelő mozgásforma (pl. ugrás, szaltó) kiválasztása, a mozgás kinematikai modellezése, bemenő adatállomány készítése, futtatások, és a program eredményeként kapott adatok elemzése. Szükséges előismeretek: Matlab program ismerete előny, de nem feltétel. 2 BSc hallgató részére Vérnyomásmérő laboreszköz tesztelése ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Till Sára (still@hds.bme.hu) A hemodinamika oktatásának fontos része a különböző vérnyomásmérési technikák megismertetése a hallgatókkal. Ennek keretén belül olyan berendezésre van szükség, amelyen szimultán mérhető a mandzsettanyomás, detektálható a higanyoszlop mozgása és eközben a sztetoszkópon hallható hangok is. A feladat célja az erre alkalmas laborberendezésen próbamérések és azok kiértékelésének elvégzése. BSc hallgató részére Vérnyomásmérés közben összeroppanó érfal kísérleti vizsgálata ELKELT Kapcsolattartó konzulens: Till Sára (still@hds.bme.hu) A mandzsettás vérnyomásmérés során megjelenő Korotkoff hangok eredetéről két elmélet létezik: 1) az érfal összeroppanásának majd újra kinyílásának periodikus, mechanikai eredetű zaja; 2) áramlási eredetű zaj. A feladatban a jelenség kísérleti elrendezését kell megtervezni, megépíteni, felműszerezni; elvégezni az első próbaméréseket. BSc/ MSc Diplomaterv MSc, Department of Hydrodynamic Systems Static stability analysis of pressure relief valves Kapcsolattartó konzulens: István Erdődi (ierdodi@hds.bme.hu) The shape of the oscillating body in a direct spring operated pressure relief valve determines the opening and closing behaviour of the whole valve. The goal of this project is to estimate this effect on the lift and the stability by means of a simple analytical model based on readily available 24
simulation data. 1 BSc student Vibration monitoring of a turbomachine pipeline system Kapcsolattartó konzulens: Dr. Ferenc Hegedűs (hegedusf@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Csanád Kalmár Vibration monitoring is an expansively applied tool in the diagnosis of machinery, from which turbomachineries are not exceptions. They consume nearly 25percent of the total energy of the industry. The vibration produced by machineries can provide valuable information for the engineers to prevent or foresee the failures. For instance, cavitational operation, imbalance, misalignment of shafts or bearings failure. The aim of the project is to investigate a turbomachine-pipeline system found in the laboratory of the department by means of the tools of vibration monitoring. It can be achieved by the systematic analysis of the spectra of measured signal of a pressure transducer placed after the delivery side of the turbomachine. Neccessary prequisities: Excel, Word, (Matlab) BSc/MSc Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc, Measurement of characteristic curve of a turbomachine and affinity Kapcsolattartó konzulens: Dr. Ferenc Hegedűs (hegedusf@hds.bme.hu) During the project, characteristic curves of a turbomachine will be measured at different rotor speeds. The characteristic curve of a turbomachine is the pressure difference in terms of heights (head) as a function of the volume flow rate. With a suitable transformation of the quantities, the curves become nearly identical. We shall verify this fact called the law of affinity. In order to evaluate the measurement data, knowledge of Excel is required. Neccessary prequisities: Excel, Word BSc/MSc Hydraulic Analysis of a Water Distribution System Kapcsolattartó konzulens: Dr. Péter CSIZMADIA (pcsizmadia@hds.bme.hu) Literature survey. Learning the build-up and the graphical interface of the software staci. Computation the hydraulics of the system and choosing a suitable pump for the given operational point. Modelling the hydraulic situation after changing a pipe because of a leakage. Determination the adequate size of a planned reservoir. Calculation the applicable revolution speed of the pump for a given average water consumption reduction. Summary of the work and drawing the conclusions. 25
1 BSc Airfoil CFD investigation Kapcsolattartó konzulens: Mihály Gráf (mgraf@hds.bme.hu) The main goal is to perform several CFD simulations on a common wing profile in order to compare them with old measurement data. Neccessary prequisities: ANSYS Workbench and basic fluid mechanics knoledge 1BSc student Analysis and design of a water distribution system Kapcsolattartó konzulens: Hős Csaba (cshos@hds.bme.hu) The project focuses on the hydraulic analysis of a water distribution system, with the help of the Staci software. The student(s) will perform hydraulic analysis, select pump and study the effect chlorine injection. 1/2 BSc student Szakdolgozat BSc, Design of a turning vane Kapcsolattartó konzulens: Gergely Hajgató (ghajgato@hds.bme.hu) Notable pressure loss can be expected in the bending elements of pipe systems, that can be reduced with the use of turning vanes. The student on this project has to make a research in the literature on the design of turning vanes. The design of a turning vane row has to be carried out for a specific 90 degree bend, thereafter a CFD model has to be set up to compare the losses in the bend with and without the turning vanes. Neccessary prequisities: Elementary theoretical CFD knowledge and practice in ANSYS software is expected. 1 BSc student Szakdolgozat BSc Hydraulic Analysis of a Water Distribution System Kapcsolattartó konzulens: Sára Till (still@hds.bme.hu) Literature survey. Learning the build-up and the graphical interface of the software staci. Computation the hydraulics of the system and choosing a suitable pump for the given operational point. 26
Modelling the hydraulic situation after changing a pipe because of a leakage. Determination the adequate size of a planned reservoir. Calculation the applicable revolution speed of the pump for a given average water consumption reduction. Summary of the work and drawing the conclusions. BSc Student Szakdolgozat BSc 27