CFD modely komplexních procesů v průmyslu

školitel: Ing. Pavel Strachota, Ph.D.
e-mail: zobrazit e-mail
typ práce: bakalářská práce, diplomová práce
zaměření: MI_MM
klíčová slova: CFD, vícefázové proudění, matematické modelování, numerická simulace, paralelizace, chemické reakce, přestup tepla
odkaz: http://saint-paul.fjfi.cvut.cz
popis:

MMG spolupracuje s průmyslovými partnery na vývoji matematických modelů a simulačního softwaru pro komplexní procesy, v nichž významnou roli hraje (vícefázové) proudění tekutin. Příkladem je spalování uhlí a biomasy ve fluidních kotlích i v kotlích na práškové palivo. Kromě samotného proudění je nutné modelovat i řadu dalších jevů jako jsou chemické reakce při hoření, produkce a přenos tepla nebo interakce více fází v hořící směsi (plyn, částečky paliva, drcený vápenec). Sestavit výsledné rovnice je obtížný úkol vyžadující dobrou znalost matematiky i inženýrský „cit“. S ohledem na aplikaci výsledků simulací je totiž třeba činit vhodné kompromisy mezi složitostí modelu, úrovní detailů, přesností, výpočetní náročností a dalšími aspekty. Výsledné modely mají víceškálový (multiscale) charakter, který klade vysoké nároky na vlastnosti a efektivitu numerického řešiče. Proto často používáme paralelní implementace pracující na výpočetních clusterech. Modely a numerické algoritmy je třeba verifikovat (ověřit správnou funkci pomocí standardních testů) a validovat (srovnat výsledky s reálnými naměřenými hodnotami).

Kromě "populárního" spalování v kotlích, které rádi ukazujeme na různých seminářích pro studenty, lze velmi podobně přistupovat i k řešení dalších problémů. Z poslední doby máme zkušenosti s modelováním proudění a kondenzace ve výfukovém potrubí automobilů a s modelováním dynamiky Li-ion akumulátorů. V průběhu řešení průmyslových projektů jsme se zabývali všemi výše popsanými aspekty daných problémů, avšak každý z nich by si rozhodně zasloužil pečlivější rozbor a studium. Budeme velmi rádi, když nám s tím pomůže někdo z Vás, talentovaných studentů :-) Téma je dostatečně rozsáhlé pro práci v průběhu několika let, od bakalářské práce po práci diplomovou, a případně i v doktorském studiu.

literatura: [1] Anderson, J. D. Computational Fluid Dynamics: The Basics with Applications. McGraw-Hill, 1995.
[2] Gidaspow, D. Multiphase Flow and Fluidization: Continuum and Kinetic Theory Description. Academic Press, 1994.
[3] Cengel, Y. A. & Boles, M. A. Thermodynamics: An Engineering Approach. McGraw-Hill, 2006.
[4] Kolev, N. I. Multiphase Flow Dynamics 2: Mechanical Interactions. Springer, 2011.
[5] Kolev, N. I. Multiphase Flow Dynamics 3: Thermal Interactions Springer, 2011.
[6] Basu, P.; Kefa, C. & Jestin, L. Boilers and Burners: Design and Theory. Springer, 1999.
naposledy změněno: 07.02.2017 13:10:14

za obsah této stránky zodpovídá: Ľubomíra Dvořáková | naposledy změněno: 12.9.2011
Trojanova 13, 120 00 Praha 2, tel. 224 358 540, pevná linka 224 923 098, fax 234 358 643
České vysoké učení technické v Praze | Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská | Katedra matematiky