Search
Search results for: 3D CFD
-
The retrofitting of ships by applying retractable bow hydrofoils: a case study
PublicationIncreasing environmental requirements and a relatively long ship life of 30 years mean more attention is needed to retrofit existing ships. One possibility is using hydrofoils to reduce the ship’s resistance and improve comfort and safety in rough sea conditions. This study investigates the influence of retractable bow hydrofoils on the seakeeping performance and operational conditions of a selected case study vessel (V-shaped...
-
Effects of Noncontact Shoulder Tool Velocities on Friction Stir Joining of Polyamide 6 (PA6)
PublicationIn this study, the effects of the traverse and rotational velocities of the noncontact shoulder tool on the heat generation and heated flux during the friction stir joining of high-density polyamide 6 (PA6) polymer were investigated. The computational fluid dynamics (CFD) method was employed to simulate the thermomechanical phenomena during the friction stir joining (FSJ) process of PA6. A developed model was used to consider the...
-
Deformable model of a butterfly in motion on the example of Attacus atlas
PublicationInsect wings can undergo significant chordwise (camber) as well as spanwise (twist) deformation during flapping flight but the effect of these deformations is not well understood. The shape and size of butterfly wings leads to particularly large wing deformations, making them an ideal test case for investigation of these effects. High-speed videogrammetry was used to capture the wing kinematics and deformations. The movements of...
-
Pre-swirl energy saving device in marine application
PublicationThis paper covers topics of energy saving device (ESD) with application to marine propulsors. The form of ESD, considered in this paper, consists of fixed lifting foils mounted in front of the screw propeller (the pre-swirl stator/guide vanes). An algorithm for designing propulsion systems, consisting of guide vanes and screw propeller, is presented. The proposed method relies on hybrid lifting line (guide vanes)-lifting surface...
-
Impact of rotor geometry optimization on the off-design ORC turbine performance
PublicationThe paper describes the method of CFD based Nelder-Mead optimization of a 10 kW single-stage axial turbine operating in an ORC system working on R7100. The total-to-static isentropic efficiency is defined as an objective function. Multi-point linear regression is carried out to determine the significance of the objective function arguments and to pick up the set of particular variables and characteristic quantities (e.g. flow angles)...
-
Wpływ konstrukcji przestrzeni międzyklockowej na charakterystyki wzdłużnego łożyska ślizgowego
PublicationSmarowanie zanurzeniowe jest tradycyjnym sposobem smarowania dużych wzdłużnych łożysk ślizgowych. W chwili obecnej wymagania stawiane nowym konstrukcjom łożysk ślizgowych to zwiększanie nośności łożyska, które następuje m. in. po obniżeniu temperatury maksymalnej w filmie smarowym, co można uzyskać poprzez skuteczne dostarczanie zimnego oleju zasilającego wprost do strefy wlotowej filmu olejowego. Jednym z takich rozwiązań konstrukcyjnych,...
-
Analiza przepływu oleju przez rowek smarowy wzdłużnego łożyska ślizgowego = Analysis of the lubricant flow through the hydrodynamic thrust bearings groove
PublicationSmarowanie zanurzeniowe jest tradycyjnym sposobem smarowania wzdłużnych łożysk ślizgowych. Jednak rozwiązanie to wykazuje umiarkowaną skuteczność w zapewnieniu optymalnie niskich temperatur w filmie smarowym a ponadto jest przyczyną strat mocy związanych z mieszaniem oleju w obudowie łożyska, co jest szczególnie widoczne w łożyskach szybkoobrotowych. Wymagania stawiane nowym konstrukcjom łożysk ślizgowych to zwiększanie nośności...
-
Analiza przepływu oleju przez rowek smarowy wzdłużnego łożyska ślizgowego z wykorzystaniem komputerowej dynamiki płynów (CFD) = Analysis of the lubricant flow through the hydrodynamic thrust bearings groove with the use of computational fluid dynamic
PublicationSmarowanie zanurzeniowe jest tradycyjnym sposobem smarowania wzdłużnych łożysk ślizgowych. Jednak rozwiązanie to wykazuje umiarkowaną skuteczność w zapewnieniu optymalnie niskich temperatur w filmie smarowym a ponadto jest przyczyną strat mocy związanych z mieszaniem oleju w obudowie łożyska, co jest szczególnie widoczne w łożyskach szybkoobrotowych. Obecnie wymagania stawiane nowym konstrukcjom łożysk ślizgowych to zwiększanie...
-
Design and investigations of a micro-turbine flow part
Publication-generative micro-power plant with the HFE7100 as a working medium was designed and built for experimental investigations. The heat output of the plant was assumed equal to 20 kW, while the electric output amounted to about 3kW.In the paper a multi-stage micro-turbine with partial admission of all the stages is described in detail and the results of the particular experimental investigations and numerical calculations are shown,...
-
Modeling of entrained flow steam gasification of sewage sludge
PublicationProper management of sewage sludge becomes increasingly problematic due to legal requirements aiming at diminishing environmental impact, as well as rationalizing the utilization from the point of view of logistics. Steam gasification of sewage sludge can result in very good quality of the producer gas. So far, the works have been focused on the gasification in fixed bed gasifiers. However, this does not allow to take full advantage...
-
Heave Plates with Holes for Floating Offshore Wind Turbines
PublicationThe paper presents an innovative solution which is heave plates with holes. The long-known heave plates are designed to damp the heave motion of platforms. They are most often used for Spar platforms. The growing interest in this type of platform as supporting structures for offshore wind turbines makes it necessary to look for new solutions. Based on the available literature and the authors’ own research, it was concluded that...
-
Effect of free water on the quasi‑static compression behavior of partially‑saturated concrete with a fully coupled DEM/CFD approach.
PublicationThe work aims to numerically investigate the quasi-static response of partially fluid-saturated concrete under two-dimensional uniaxial compression at the mesoscale. We investigated how the impact of free pore fluid content (water and gas) affected the quasi-static strength of concrete. The totally and partially fluid-saturated concrete behavior was simulated using an improved pore-scale hydro-mechanical model based on DEM/CFD....
-
DETERMINATION OF SEAKEEPING PERFORMANCE FOR A CASE STUDY VESSEL BY THE STRIP THEORY METHOD
PublicationThe increase of seakeeping performance is of particular importance for car and passenger ferries, service ships in the gas and oil extraction industry and offshore wind power farm industry, as well as for special purpose ships (including military applications). In the water areas of the Baltic Sea, North Sea, and Mediterranean Sea, which are characterised by a short and steep wave, the hull shape has a substantial impact on the...
-
Investigation of the thrust generated by active isolated hydrofoils via wave-induced ship motion
PublicationWave Augmented Hydrofoil Technology (WAHT) aims to convert hydrofoil movement, induced by ship motion, into thrust force, and ship's resistance reduction in waves. Despite the growing interest in WAHT, a significant research gap remains in understanding the complex interactions between hydrofoil design parameters and wave-induced thrust generation. A hydrofoil attached to a ship serves dual roles; reducing the ship resistance in...
-
Badanie dynamiki platform pływających morskich turbin wiatrowych z zastosowaniem metod numerycznej mechaniki płynów
PublicationPraca dotyczy badania ruchu platform pływających pod morskie turbiny wiatrowe. Przedstawiono w niej główne metody obliczeń i przedyskutowano ich zastosowanie. Na przykładzie koncepcji konstrukcji 3-kolumnowej platformy typu Spar przedstawiono metodykę wykonywania obliczeń z zastosowaniem programu AQWA opartego na metodzie dyfrakcyjnej, rozszerzonego o współczynniki wynikające z lepkości wyznaczone za pomocą obliczeń RANSE-CFD....
-
Investigations of Energy Conversion and Surface Effect for Laser-Illuminated Gold Nanorod Platforms
PublicationAchieving a quick temperature increase is a burning issue for biophysical applications, like germ inactivation and tumor ablation, and for energy performances, like solar collectors and steam generators. Based on the plasmon resonance phenomenon, noble metallic nanoparticles have emerged as promising weapons due to their very high biocompatibility, optical properties, and high surface-to-volume ratio, increasing energy conversion...
-
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...
-
A novel DEM-based pore-scale thermal-hydro-mechanical model for fractured non-saturated porous materials
PublicationDo propagacji pęknięć wykorzystano nowy oparty na DEM, termiczno-hydromechaniczny model dwufazowego przepływu płynu w skali porów rozszerzony o wymianę ciepła w nienasyconych materiałach porowatych o małej porowatości. Wykonano obliczenia numeryczne dla kohezyjnych próbek ziarnistych przy użyciu DEM w pełni sprzężonego z CFD (opartego na sieci przepływu płynu) i wymianą ciepła, który zintegrował mechanikę dyskretną z mechaniką...
-
Thermodynamic analysis of the Compressed Air Energy Storage system coupled with the Underground Thermal Energy Storage
PublicationImprovement of flexibility is one of the key challenges for the transformation of the Polish Power System aiming at a high share of renewable energy in electricity generation. Flexible and dispatchable power plants will contribute to this ongoing transformation process as they compensate for fluctuations in electricity generation from renewable energy sources such as wind and photovoltaics. In this context, CAES storage tanks are...
-
Review of Selected Methods for Prediction of Added Resistance in Following Waves
PublicationThe added resistance in waves is a mean value of non-linear, second order reaction of a ship to incoming waves. In the beginning of the 20th century, the experimental methods for investigation of ship hydrodynamics at model scale were developed. They allowed the evaluation of added resistance by measurements in irregular waves (directly) or by measurements in regular waves (in-direct method). The main goal was to find more precise...
-
Wpływ profilu misji na możliwości operacyjne pojazdu podwodnego
PublicationArtykuł powstał na bazie doświadczeń wynikających z wieloletniej współpracy z Marynarką Wojenną RP w zakresie systemów walki przeciwminowej opartych na pojazdach podwodnych oraz projektów naukowo-badawczych dotyczących tego rodzaju pojazdów. Celem podjęcia tematu było stworzenie bazy wiedzy do określania wytycznych dla projektowania i dobierania odpowiednich pojazdów podwodnych do przewidywanych profili misji bojowych uwzględniając...
-
Impact of free water on strain rate response of concrete in compression with a fully coupled DEM/CFD approach
PublicationW tym artykule zbadano wpływ zawartości wody na dynamiczne zachowanie betonu w stanie jednokierunkowego ściskania w mezoskali. Przeprowadzono obszerne dwuwymiarowe (2D) badania dynamiczne wpływu wolnej wody na dynamiczną wytrzymałość i pękanie betonu o niskiej porowatości. Dogłębnie zbadano wpływ szybkości odkształcania, nasycenia płynem i lepkości płynu. Zachowanie betonu w pełni i częściowo nasyconego płynem symulowano przy użyciu...
-
Analiza porównawcza metod obliczeniowych stopnia turbinowego
PublicationRozwój technologii komputerowych i ciągły wzrost dostępności do odpowiednich zasobów mocy obliczeniowej spowodował popularyzację obliczeń numerycznych. Aktualnie korzysta się na szeroką skalę z numerycznej mechaniki płynów, czyli tak zwanych obliczeń CFD. Właściwie przygotowane modele obliczeniowe pozwalają uzyskać bardzo dokładne wyniki na podstawie przeprowadzonych symulacji trójwymiarowych. Odpowiednio skorelowana symulacja...
-
Effect of Coating Material Properties on Tilting-pad Thrust Bearing Performance
PublicationPolymer lined tilting-pad bearings demonstrate many advantages over traditional bearing systems. Bearings with a polymer layer in comparison with a babbitted layer show, for example: lower value of friction coefficient (important during start/stops), higher fatigue strength of the coating, better distribution of the load on individual pads due to lower elasticity of the polymers, wider range of operational temperatures or the ability...
-
High-speed multi-stage gas-steam turbine with flow bleeding in a novel thermodynamic cycle for decarbonizing power generation
PublicationIn the global pursuit of sustainable energy and reduced carbon footprints, advances in power generation techniques play a crucial role, not only in meeting the ever-increasing energy demands but also in ensuring that environmental standards are maintained and that the health of our planet is prioritized for future generations. In the ongoing quest for sustainable energy solutions, novel high-speed multi-stage gas-steam turbine...
-
Experimental and numerical study of thermal and electrical potential of BIPV/T collector in the form of air-cooled photovoltaic roof tile
PublicationAmong renewable energy sources, Building-Integrated Photovoltaic/Thermal (BIPV/T) systems are gaining increasing interest. To improve their economic competitiveness, technologies that increase their efficiency are searched for. The paper is devoted to evaluating the impact of various air-cooling configurations on the thermal and electrical performance of a photovoltaic roof tile. A numerical model of the own experimental system...
-
Development of a spray-ejector condenser for the use in a negative CO2 emission gas power plant
PublicationOne promising solution for developing low-emission power technologies is using gaseous fuel combustion in pure oxygen when the exhaust gas mixture is composed of H2O and CO2, and where CO2 is separated after steam condensation. The paper presents the results of computational analyses providing to the Spray-Ejector Condenser (SEC) development, which is one of the crucial components of the negative CO2 gas power plant (nCO2PP) cycle...
-
Zespół Katedry Konstrukcji Maszyn i Pojazdów
Research Teams* Badania własności smarów i cieczy technicznych * Badania tarcia i zużycia elementów maszyn - dobór materiałów na współpracu-jące elementy, dobór środków smarowych, dobór alternatywnych materiałów umożliwiających pracę bez smarowania lub przy smarowaniu wodą * Badania diagnostyczne maszyn i urządzeń, badania trwałości i niezawodności * Projektowanie i optymalizacja konstrukcji nietypowych maszyn i urządzeń * Projektowanie urządzeń...
-
ANALYSIS OF TEMPERATURE DISTRIBUTIONS IN A GERMICIDAL CHAM-BER SUPPORTED BY LIGHT-ILLUMINATED GOLD NANORODS USING CFD-EQUATIONS AND A THERMAL CAMERA
PublicationSince the COVID-19 pandemic, protection against pathogenic germs and surface disinfection have become critical issues. Most effective bacteria/virus inactivation methods are either power-consuming or require using caustic chemical substances. Herein, thermal inactivation appears to be an affordable and effective technique as long as high temperatures are reached quickly and long-termly maintained. Therefore, the preparation of...
-
Coupled DEM/CFD analysis of impact of free water on the static and dynamic response of concrete in tension regime
PublicationW tym artykule zbadano numerycznie quasi-statyczne i dynamiczne zachowanie częściowo nasyconego płynem betonu w warunkach dwuwymiarowego (2D) jednoosiowego rozciągania w mezoskali. Obliczono, jaki wpływ ma zawartość wolnego płynu porowego (gazu i wody) na proces pękania i wytrzymałość betonu w rozciąganiu. Do symulacji zachowania betonu całkowicie i częściowo nasyconego płynem w warunkach quasi-statycznych i dynamicznych wykorzystano...
-
Gasification of Densified Biomass (DB) and Municipal Solid Wastes (MSW) Using HTA/SG Technology
PublicationThe necessity of economical and rational use of natural energy sources caused a rapid development of research on the possibilities of using non‐conventional energy resources. Taking the above into account, a new technological process of thermochemical conversion of biomass and communal waste, commonly known as High Temperature Air/Steam Gasification (HTA/SG) and Multi‐Staged Enthalpy Extraction Technology (HTAG‐MEET), was developed....
-
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...
-
Analiza obciążalności prądowej długotrwałej przewodów elektroenergetycznych z wykorzystaniem zaawansowanych metod numerycznych
PublicationNiniejsza rozprawa doktorska przedstawia analizę obciążalności prądowej długotrwałej przewodów elektroenergetycznych na przykładzie linii kablowej niskiego napięcia YKY 35 mm2. Analizę obciążalności przeprowadzono w programie ANSYS Fluent, wykorzystującym numeryczną mechanikę płynów (ang. Computional Fluid Dynamics, CFD). W analizach obciążalności prądowej długotrwałej przewodów (kabli) elektroenergetycznych uwzględniono następujące...
-
On the Possibilities of Decreasing Power Loss in Large Tilting Pad Thrust Bearings
PublicationJournal Menu About this Journal Abstracting and Indexing Aims and Scope Article Processing Charges Articles in Press Author Guidelines Bibliographic Information Citations to this Journal Contact Information Editorial Board Editorial Workflow Free eTOC Alerts Publication Ethics Submit a Manuscript Table of Contents Abstract Full-Text PDF Full-Text HTML...
-
Mechanizm odparowania kropel kondensatu w strefie fali uderzeniowej
PublicationSpontaniczna kondensacja pary, zachodząca dla dobrze zaprojektowanych turbin w obrębie ostatniego stopnia części niskoprężnej, jest nierównowagowym przejściem fazowym indukowanym naprężeniowo. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że wymiana ciepła, jako taka ma pomijalny udział w mechanizmie napędzającym przemianę. Jednak, jak pokazały prace Bilickiego i Kestina, nierównowaga termodynamiczna uruchamia zjawiska „szybkiej relaksacji”...
-
Modelowanie matematyczne zjawisk transportu zanieczyszczeń i procesów technologicznych w wybranych reaktorach oczyszczalni ścieków
PublicationW pracy opisane zostały wyniki wykonanych przez autora badań dotyczących modelowania adwekcyjno-dyspersyjnego przepływu zanieczyszczeń podlegających reakcjom, na przykładzie reaktorów z osadem czynnym, powszechnie stosowanych w stopniach biologicznych na oczyszczalniach ścieków komunalnych. Analizie poddano możliwości stosowania modeli mechanistycznych ASM (Activated Sludge Model) w połączeniu z równaniami różniczkowymi cząstkowymi...