Search
Filters
total: 177
Search results for: CFD SIMULATION
-
Investigation on polypropylene friction stir joint: effects of tool tilt angle on heat flux, material flow and defect formation
PublicationTool tilt angle (TTA) is a critical factor that can control material flow in polymeric materials' friction stir joining (FSJ). This study selected a TTA range between 0° to 4° for FSJ of polypropylene (PP) polymer sheet. A modified computational fluid dynamic (CFD) technique was implemented to gain a deep understanding of the effects of TTA during FSJ of PP. The PP joint's internal flow, defect formation, heat generation, and tensile...
-
Modeling of Passive and Forced Convection Heat Transfer in Channels with Rib Turbulators
PublicationThe main goal of the research presented in this paper was the experimental and numerical analysis of heat enhancement and aerodynamic phenomena during air flow in a channel equipped with flow turbulators in the form of properly configured ribs. The use of ribs intensifies the heat transfer and at the same time increases not only the flow resistance but also the energy costs. Therefore, designing modern heat exchangers with optimal...
-
Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do diagnostyki cieplno-przepływowej wieńców turbin parowych.
PublicationW artykule wykazano konieczność stosowania systemów diagnostyki cieplno przepływowej dla obiektów energetycznych. Przedstawiono wady dotychczas stosowanych metod obliczeniowych (CFD) oraz zaprezentowano wstępne wyniki obliczeń z użyciem sztucznych sieci neuronowych (SSN). Wyniki uzyskane za pomocą CFD i SSN porównano.
-
Trawl-Door Shape Optimization with 3D CFD Models and Local Surrogates
PublicationDesign and optimization of trawl-doors are key factors in minimizing the fuel consumption of fishing vessels. This paper discusses optimization of the trawl-door shapes using high-fidelity 3D computational fluid dynamic (CFD) models. The accurate 3D CFD models are computationally expensive and, therefore, the direct use of traditional optimization algorithms, which often require a large number of evaluations, may be prohibitive....
-
EXPERIMENTAL AND NUMERICAL VALIDATION OF THE IMPROVED VORTEX METHOD APPLIED TO CP745 MARINE PROPELLER MODEL
PublicationThe article presents a numerical analysis of the CP745 marine propeller model by means of the improved vortex method and CFD simulations. Both numerical approaches are validated experimentally by comparing with open water characteristics of the propeller. The introduced modification of the vortex method couples the lifting surface approach for the propeller blades and the boundary element method for the hub. What is more, a...
-
Comparative study of high‑pressure fluid flow in densely packed granules using a 3D CFD model in a continuous medium and a simplified 2D DEM‑CFD approach. Granular Matter
PublicationIzotermiczny ściśliwy jednofazowy przepływ cieczy przez niejednorodną masę ziarnistą składającą się z gęsto upakowanych zachodzących na siebie kul imitujących skałę pod wysokim ciśnieniem zbadano numerycznie przy użyciu dwóch różnych podejść. Pierwsze podejście zwane pełnym modelem 3D CFD stosowało metodę skończonych objętości (FVM) do rozwiązania uśrednionego równania Naviera-Stokesa zakładając model naprężeń Reynoldsa (BSL) w...
-
Optimal shape design of multi-element trawl-doors using local surrogate models
PublicationTrawl-doors have a large influence on the fuel consumption of fishing vessels. Design and optimiza-tion of trawl-doors using computational models are a key factor in minimizing the fuel consump-tion. This paper presents an optimization algorithm for the shape design of trawl-door shapes using computational fluid dynamic (CFD) models. Accurate CFD models are computationally expensive. Therefore, the direct use of traditional optimization...
-
TIME-DOMAIN NUMERICAL EVALUATION OF SHIP RESISTANCE AND MOTION IN REGULAR WAVES BY USING THE CFD URANS METHOD
PublicationTaking into account the International Maritime Organisation’s (IMO) strategy to radically reduce the GHG emitted by the shipping industry towards zero emission operation, today's assessment of ship behaviour in waves, its seakeeping characteristics and resistance and their interrelation with fuel consumption and emissions are one of the most attended research subject. There are three methods to conduct this analysis, which are...
-
Fast Multi-Objective Aerodynamic Optimization Using Sequential Domain Patching and Multifidelity Models
PublicationExploration of design tradeoffs for aerodynamic surfaces requires solving of multi-objective optimization (MOO) problems. The major bottleneck here is the time-consuming evaluations of the computational fluid dynamics (CFD) model used to capture the nonlinear physics involved in designing aerodynamic surfaces. This, in conjunction with a large number of simulations necessary to yield a set of designs representing the best possible...
-
Experimental and Computational Fluid Dynamics Studies on Straight and U-Bend Double Tube Heat Exchangers with Active and Passive Enhancement Methods
PublicationIn this work, the authors wanted to demonstrate the possibility to increase the heat transfer efficiency by using simple wire coil inserts to create turbulent flow in the boundary layer as well as air blowing into the annulus of the pipe. Experimental investigations were carried out for four heat exchanger constructions, i.e., plain double tube, turbulized double tube, plain U-bend double tube, U-tube with turbulator, plain double...
-
A role of the heat and work uncompensatedtransformations in the balance of entropy and theturbomachinery efficiency
PublicationIn the paper we have presented a procedure of estimating a role of the uncompensated transformation of heat and work in ow of viscous and heat conducting uid. The procedure was introduced by Professor Romuald Puzyrewski and is essential in local, in time and space, balance of entropy. Furthermore this unique approach leads to redenition the eciency of uid-ow machinery in three-dimensional modeling using CFD (Computational Fluid...
-
Experimental Verification of the CFD Model of the Squeeze Film Lifting Effect
PublicationAbstract: The presented study shows the results of the research into the squeeze film levitation phenomena. The system introduced in the investigation is composed of a vibrating surface, air squeeze film, and the surface of the body freely suspended over the film. The use of the CFD (Computational Fluid Dynamics) model used in the system allows us to determine the steady state, periodic behavior of the air film (described by Navier–Stokes,...
-
Modelling of Capillary Pressure-driven Water Flow in Unsaturated Concrete Using Coupled DEM/CFD Approach.
PublicationSformułowano nowatorskie, połączone podejście do modelowania dwufazowego przepływu wody napędzanego kapilarami w nienasyconym betonie. Dzięki połączeniu metody elementów dyskretnych (DEM) z obliczeniową dynamiką płynów (CFD) w warunkach izotermicznych proces został zbadany numerycznie w mezoskali w warunkach dwuwymiarowych. Niewielkie próbki betonu o uproszczonej mezostrukturze cząstek poddano w pełni sprzężonym hydromechanicznym...
-
Numeryczna analiza trójwymiarowego przepływu w polimerowym łożysku smarowanym wodą = Numerical analysis of three dimensional flow in water lubricated bearing with polymer bearing bush
PublicationW referacie przedstawiono wyniki obliczeń łożysk smarowanych wodą w oparciu o metodę CFD - obliczeniowej mechaniki płynów. Wykazano przydatność nowoczesnych narzędzi obliczeniowych do rozwiązywania podobnych problemów.
-
Modeling of capillary fluid flow in concrete using a DEM-CFD approach
PublicationSformułowano połączone podejście do modelowania dwufazowego przepływu wody napędzanego hydraulicznie i kapilarnie w nienasyconym betonie. Proces przepływu analizowano numerycznie w mezoskali w warunkach dwuwymiarowych (2D), łącząc metodę elementów dyskretnych (DEM) z obliczeniową dynamiką płynów (CFD) w warunkach izotermicznych. Przeprowadzono w pełni sprzężone hydromechaniczne testy symulacyjne na małych próbkach betonu o uproszczonej...
-
Modelowanie numeryczne krzyżowego wymiennika ciepła w zastosowaniach klimatyzacyjnych
PublicationPraca przedstawia wyniki obliczeń numerycznych krzyżowego wymiennika ciepła wykorzystywanego w klimatyzacji. Zawarte są wyniki obliczeń 2D i 3D rozpatrywanego wymiennika. Obliczenia wykonano z zastosowaniem oprogramowania CFD Ansys Fluent.
-
Aerodynamic shape optimization by variable-fidelity computational fluid dynamics models: a review of recent progress
PublicationA brief review of some recent variable-fidelity aerodynamic shape optimization methods is presented.We discuss three techniques that—by exploiting information embedded in low-fidelity computationalfluid dynamics (CFD) models—are able to yield a satisfactory design at a low computational cost, usu-ally corresponding to a few evaluations of the original, high-fidelity CFD model to be optimized. Thespecific techniques considered here...
-
Application of 3D flow solver in education of students
PublicationPrzedstawiono zastosowanie metod numerycznej mechaniki płynów w kształceniu studentów uczelni technicznej. Omówiono zastosowanie metod CFD jako narzędzia pomocnego w zrozumieniu zagadnień termodynamiczno-przepływowych stopni turbinowych, jak i w rozwiązywaniu zadań projektowych.
-
Multi-fidelity robust aerodynamic design optimization under mixed uncertainty
PublicationThe objective of this paper is to present a robust optimization algorithm for computationally efficient airfoil design under mixed (inherent and epistemic) uncertainty using a multi-fidelity approach. This algorithm exploits stochastic expansions derived from the Non-Intrusive Polynomial Chaos (NIPC) technique to create surrogate models utilized in the optimization process. A combined NIPC expansion approach is used, where both...
-
On the internal efficiency of a turbine stage: classical and CFD definitions
PublicationAlmost entire fleet of steam turbines in Poland was designed between 1950 – 1980 with the use of the so-called zero dimensional (0D) calculation tools. For several years, design and modernization of the turbines occur in assistance with the state of the art methods that describe working fluid flow field based on 3D models and CFD codes. This cooperation between 0D and 3D codes requires exchange of overall, integral information...
-
Badania niestacjonarnych przepływów w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego.
PublicationPrzedstawiono wyniki obliczeń numerycznych metodami CFD rozkładu ciśnienia i prędkości w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego. Rezultaty przeanalizowano pod kątem zjawisk niestacjonarnych występujących w przepływach stopni turbinowych. Wyniki porównano z rezultatami badań eksperymentalnych.
-
Experimental and theoretical investigation of pressure field in a shroudclearance. Part II: Theoretical results
PublicationPrzedstawiono wyniki obliczeń teoretycznych metodami CFD rozkładu ciśnienia w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia powietrznej turbiny modelowej. Badania przeprowadzono stosując metody: Miltiple Reference Frame, Mixing Plane iSliding Mesch. Wyniki porównano z rezultatami badań eksperymentalnych.
-
Computer analysis of dynamic phenomena in PWK-type pumps
PublicationReferat przedstawia wstępne wyniki analizy CFD dynamicznych zmian ciśnienia zachodzących w komorze cylindrowej pompy z rozrządem krzywkowym PWKZ-95. Analizy prowadzono dla pompy wyposażonej w elastyczną komorę kompensacyjną oraz dla pompy bez kompensacji.
-
Analiza bezpieczeństwa ruchu statku na wodach ograniczonych przy użyciu metod CFD
PublicationPodjęto próbę zbadania przydatności komercyjnego oprogramowania CFD do analizy rezerwy dynamicznej i porównania wyników z istniejącymi metodami szacowania osiadania. Skoncentrowano się na porównaniu układu falowego oraz sił hydrodynamicznych działający na kadłub statku w ruchu na płytkowodziu.
-
Obliczeniowa dynamika płynów w analizie zagadnień smarowaniahydrodynamicznego = CFD in analysis of hydrodynamic lubrication
PublicationW pracy przedstawiono wybrane problemy związane z wykorzystaniem obliczeniowej dynamiki płynów (ang. CFD - Computational Fluid Dynamics)do obliczeń łożysk hydrodynamicznych. Omówione zostało zagadnienie przyjmowania rodzaju przepływu w analizie łożyska oraz przyjmowania warunków brzegowych dotyczących wymiany ciepła oraz problem zbieżności obliczeń.
-
Model of pressure distribution in vortex flow controls
PublicationThe paper is devoted to the vortex valve. Existing devices are described by CFD-methods, or by means of simple empirical relations. A rational method of the considered object design is proposed, on the base of the input and dissipation energy balance., what gives a simple algebraic equation. Conformity between calcul;ated and measured parameters of the vortex valve allows for acceptation of the proposed concept.
-
Multidisciplinary approach to the component design of a new axial hydraulic pump
PublicationArtykuł przedstawia rezultaty analizy przebiegów zmian ciśnienia w komorze cylindrowej pompy typu PWK o zmiennej wydajności. Ze względu na skomplikowane zjawiska i wzajemne interakcje między nimi zbudowano model pozwalający na połączenie analizy MES i CFD. Uzyskane wyniki porównano z wynikami eksperymentu.
-
Opinia techniczna dotycząca analizy wiatrowej, wykonanej na podstawie wyników symulacji CFD
PublicationCelem opracowania jest oszacowanie obciążenia środowiskowego generowanego wiatrem działającego na fasadę Zespołu Dwóch Budynków Biurowych realizowanych przez Zamawiającego na nieruchomości położonej w Gdańsku przy Al. Grunwaldzkiej 343-345. Zakres opracowania obejmuje: • analizę dokumentacji obiektu oraz sąsiadującej zabudowy pod kątem szacowania wpływu oddziaływania wiatru na budowlę; • analizę możliwości zastosowania wskazań...
-
Research on flue gas flow measurement and modelling in the moving grate biomass boiler
PublicationThe aim of this research was to determine the nature of gas flow in a grate boiler model by the method of Particle Image Velocimetry (PIV) and CFD. The paper presents the comparison of the PIV results with numerical simulations made in the environment of ANSYS Fluent. The main goal of the experiment was to describe the phenomena occurring on the grate. Methodology of modelling solid fuel combustion on the moving grate was proposed...
-
Turbine stage design aided by artificial intelligence methods
PublicationZaproponowano ogólny, wydajny system wspomagania projektowania palisad , stopni i grupy stopni turbinowych. Zastosowane algorytmy wykorzystują algorytmy genetyczne, sieci neuronowe i obliczenia równoległe. Uzyskane rozwiązania projektowe są wysoko zoptymalizowane pod względem sprawności, a czas ich uzyskania jest o kilka rzędów wielkości mniejszy, niż przy zastosowaniu obliczeń CFD.
-
Computational fluid dynamics - lustres and shadows.
PublicationThe paper is devoted to the different aspects of CFD. The advantages of this concept are evident and obvious; powerfuk and effective tools bring this technology closer to the quantifiable world. However, certain weaknesses in this structure are apparent. Sometimes, a simplistic tendency towards simplifications and facilitations may degenerate and lead to negative behaviours and signs. These have not been serious up to date, but...
-
Methodology of generation of CFD meshes and 4D shape reconstruction of coronary arteries from patient-specific dynamic CT
PublicationDue to the difficulties in retrieving both the time‑dependent shapes of the vessels and the generation of numerical meshes for such cases, most of the simulations of blood flow in the cardiac arteries use static geometry. The article describes a methodology for generating a sequence of time‑dependent 3D shapes based on images of different resolutions and qualities acquired from ECG‑gated coronary artery CT angiography. The precision...
-
NUMERICAL ANALYSIS OF SPECIES DIFFUSION AND METHANOL DECOMPOSITION IN THERMOCATALYTIC REACTOR BASED ON THE INTERMETALLIC PHASE OF Ni3Al FOR LOW REYNOLDS NUMBERS
PublicationNumerical modelling of hydrogen production by means of methanol decomposition in a thermocatalytic reactor using corrugated foil made of the Ni3Al intermetallic phase is shown in the paper. Experimental results of the flow analysis of mixtures containing helium and methanol in a thermocatalytic reactor with microchannels were used for the initial calibration of the CFD calculations (calculations based on the Computational Fluid...
-
Modelowanie przepływu oleju pomiędzy klockami wzdłużnego łożyska ślizgowego
PublicationW pracy przedstawiono model MES wzdłużnego łożyska ślizgowego, wykonany przy pomocy programu ANSYS. Prezentowany model umożliwia badanie przypadków smarowania zanurzeniowego oraz smarowania wymuszonego. Przedstawiono korzyści stosowania technik CFD (Computational Fluid Dynamic) pozwalających na obserwację ruchu oleju pomiędzy klockami łożyska ślizgowego w przypadku nietypowych konstrukcji systemów smarowania.
-
"Oprogramowanie CFD narzędziem modelowania przepływów występujących w urządzeniach energetycznych"
PublicationOprogramowanie CFD umożliwia między innymi modelowanie przepływów występujących w urządzeniach energetycznych. Poprawnie utworzony model numeryczny stanowi zatem narzędzie analizy pracy poszczególnych urządzeń w interesujących nas warunkach projektowych, a także narzędzie diagnostyki już istniejących obiektów. Niniejsze opracowanie stanowi opis kolejnych etapów tworzenia modelu numerycznego, na przykładzie niskotemperaturowego...
-
New components for hydraulic drive systems and their performance in thermal shock conditions
PublicationArtykuł prezentuje konstrukcję pomp z rozrządem krzywkowym typu PWK o zmiennej wydajności wraz ze wstępnymi wynikami badań prototypu PWKZ-78. Przedstawiono także wstępne wyniki analiz MES i CFD zjawisk zachodzących w pracującej pompie. W drugiej części zaprezentowano metodykę badań zachowania się pomp w warunkach szokutermicznego i wyniki uzyskane dla pompy typu PWK.
-
Effective method for determining environmental loads on supporting structures for offshore wind turbines
PublicationThis paper presents a description of an effective method for determining loads due to waves, current and wind acting on the supporting structures of the offshore wind turbines. This method is dedicated to the structures consisting of the cylindrical or conical elements as well as (truncates) pyramids of polygon with a large number of sides (8 or more). The presented computational method is based on the Morison equation, which was...
-
Shallow Water Equations as a Mathematical Model of Whitewater Course Hydrodynamics
PublicationPredicting the positions of local hydraulic phenomena, as well as accurately esti-mating the depth and velocity of the water flow are necessary to correctly config-ure a whitewater canoeing course. Currently, a laboratory and full 3D CFD model-ing are typically used in the design process to meet these needs. The article points to another possibility which can be useful at the preliminary stage of the design. The authors show that...
-
Experimental and numerical investigation on shell and coil storage unit with biodegradable PCM for modular thermal battery applications
PublicationThermal energy storage (TES) in automotive applications is currently growing in importance. TES can visibly reduce primary energy consumptions, decrease CO2 emission, and improve thermal comfort in electric as well as hybrid vehicles. However, to meet the new ambitious target (15% reduction of CO2 emissions in the new cars until 2025) it is required to use plug-in electric vehicles. For this reason, this paper focuses on the optimization...
-
Effective method for determining environmental loads on supporting structures for offshore wind turbines
PublicationThis paper presents a description of an effective method for determining loads due to waves and current acting on the supporting structures of the offshore wind turbines. This method is dedicated to the structures consisting of the cylindrical or conical elements as well as (truncates) pyramids of polygon with a large number of sides (8 or more). The presented computational method is based on the Morison equation, which was originally...
-
Pressure pulsations in turbine blade seal clearance
PublicationThe paper presents the results of numerical and experimental investigations into pressure forces generated in a turbine labyrinth seal. The experiments were performed on a single-stage air model turbine of the impulse type, while the numerical results were obtained by means of CFD Fluent Code. The performed experimental research and numerical calculations prove that in a shroud clearance the pressure pulsates and the effects of...
-
A SEARCH OF AN INDUCER GEOMETRY THAT IS BENEFICIAL FOR LIFTING PARAMETERS OF A LIFTED OBJECT OF A SELECTED SHAPE
PublicationThe literature describes acoustic levitation phenomena with the utilization of air squeeze film between the vibrating inducer and the lifted object. The objective of the study is to determine the shape of the inducer with vibration characteristics that would allow the levitation of an object of the assumed geometry. In this paper, the influence of the dimension ratio of the inducer on the frequency of the first mode of vibration...
-
Considerations about the applicability of the Reynolds equation for analyzing high-speed near field levitation phenomena
Publicationequation for analyzing near field levitation (NFL) phenomena. Two separate approaches were developed, experimentally verified, and applied to meet the research objective. One was based on the Reynolds equation and the other was based on general conservation equations for fluid flow solved using computational fluid dynamic (CFD). Comparing the calculation results revealed that, for certain operating conditions, differences in the...
-
Hydraulic fracturing process in rocks – small-scale simulations with a novel fully coupled DEM/CFD-based thermo-hydro-mechanical approach
PublicationW artykule przedstawiono dwuwymiarową (2D) symulację numeryczną szczelinowania hydraulicznego w małej skali przeprowadzoną w próbkach skał posiadających pojedynczą szczelinę wtryskową. Wykorzystano unikalny model termo-hydro-mechaniczny (THM) w skali porów oparty na DEM/CFD do symulacji dwufazowego laminarnego przepływu płynu (wody i gazu) z przenoszeniem ciepła w nienasyconych materiałach porowatych o niskiej porowatości. Korzystając...
-
Dynamic effect of the vehicle passing under lightweight footbridge.
PublicationThe paper describes a numerical study of dynamic response of cable-stayed steel footbridge for a big lorry passing underneath. The footbridge is an existing object crossing Wolska street in Warsaw. The structural model of footbridge was verified by dynamic test loading. A numerical study of a vehicle passing under footbridge is presented. 2D and 3D incompressible flow fields are modeled using sliding mesh in transient CFD computation....
-
Numerical modelling and experimental verification of compressible squeeze film pressure
PublicationThe validity of using the Reynolds equation for compressible squeeze film pressure was tested with computational fluid dynamics (CFD). A squeeze film air bearing was instrumented with pressure sensors and non-contacting displacement probes to provide transient measurements of film thickness and pressure. The film thickness measurements also provided input parameters to the numerical prediction. However, numerical results showed...
-
REWIZJA PRZYBLIŻONYCH METOD OBLICZANIA OPORU CAŁKOWITEGO KADŁUBA W OPARCIU O BADANIA MODELOWE WYBRANEGO JACHTU ŻAGLOWEGO
PublicationRewizja opiera się na weryfikacji wybranych przybliżonych metod prognozowania oporu całkowitego gołego kadłuba opracowanych w wyniki badań systematycznej serii kadłubów jachtów żaglowych w latach od 1973 do 2010 znanych, jako The Delft Systematic Yacht Hull Series (DSYHS). Zademonstrowano wyniki otrzymane w oparciu o wzory przybliżone (Metoda Delft), obliczenia numeryczne (CFD) i badania modelowe dla wybranego jachtu żaglowego...
-
On design and analysis of flow characteristics of the last stage of gas-steam turbine
PublicationResearch regarding blade design and analysis of flow have been conducted for over a century. Meanwhile new concepts and design approaches were created and improved. Advancements in information technologies allowed to introduce computational fluid dynamics (CFD) and computational flow mechanics (CFM). Currently a combination of mentioned methods is used for design of turbine blades. These methods enabled us to improve flow efficiency...
-
Effect of gas content in macropores on hydraulic fracturing in rocks using a fully coupled DEM/CFD approach
PublicationW pracy skupiono się na wpływie zawartości gazu w makroporach skał na proces szczelinowania hydraulicznego. Proces został zasymulowany przez połączenie metody elementów dyskretnych (DEM) z obliczeniową dynamiką płynów (CFD) w ramach dwuwymiarowych (2D) warunków izotermicznych. Mechaniczne zachowanie skały zostało zasymulowane za pomocą DEM, a CFD została wykorzystana do opisu zachowanie przepływu laminarnego, dwufazowego płynu...
-
Simulations of high-pressure fluid flow in a pre-cracked rock specimen composed of densely packed bonded spheres using a 3D CFD model and simplified 2D coupled CFD-DEM approach
PublicationW artykule zastosowano dwa różne podejścia do opisu jednofazowego przepływu płynu w wstępnie spękanej próbce skały o niskiej porowatości pod wysokim ciśnieniem. Głównym celem pracy było bezpośrednie porównanie rozkładu ciśnień, gęstości i prędkości płynów we wstępnie pękniętej próbce. Zachowanie próbki imitującej skałę zostało opisane przez gęsto upakowane połączone kohezją kulki z nakładającymi się na siebie elementami. Pierwsze...