ŠAMŠA, P. Numerické modelování proudového pole s odtržením [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.

Posudek vedoucího

Jícha, Miroslav

Závěrečná diplomní práce pana Bc Petra Šamšy vznikla na základě spolupráce diplomanta s firmou Evektor a měla za cíl ověřit výpočtově pomocí CFD vhodnost různých modelů turbulence pro řešení odtržení proudu v jednostranném difuzoru a naznačit tak možnou cestu k řešení problematiky aeroakustiky. Pan Šamša se seznámil s komerčním CFD programem CCM+ v rámci výuky předmětů Modelování I a II a tyto znalosti a vědomosti pak dokázal využít v diplomní práci. Problematiku konzultoval zejména ve firmě Evektor, již podstatně méně na pracovišti odboru termomechaniky a techniky prostředí. Problematika byla řešena s použitím různých modelů turbulence, variant s nízkým či vysokým Reynoldsovým čísle, na různých typech sítí, a s různým počtem buněk v přístěnné oblasti, což ve výsledky znamenalo obrovské množství řešených variant. Výsledky byly vždy porovnávány s experimenty, dostupnými v literatuře a to na základě součinitele tření spojeného s lokálním odtržením proudu od stěny. Právě velký počet řešených variant však paradoxně přispěl k tomu, že diplomant neměl čas se „zastavit“ a provést důkladnou analýzu řešení. Pouze konstatoval, že takový či onaký přístup (např. low či high Re, počty prizmatických buněk apod.) dává lepší výsledky. Rovněž by to chtělo větší pečlivost při sepsání textů a kontrolu popisků obrázků a textů. Např. na str. 34 neodpovídá popis grafů v obr. 4.4 s textem k tomu obrázku (varianty Poly 10_00 jsou zde uvedeny dvakrát, neodpovídá to textu), či na obr. 5.2 jsou obrácené geometrie. Schází analýza, proč např. některé modely turbulence ukazují na několikanásobné odtržení, když to experimenty neukazují, proč výsledky 3D řešení jsou zcela odlišné od 2D řešení. Chtělo to analýzu, jak jsou tyto výsledky ovlivněny bočními stěnami difuzoru, zda je v průřezu přítomno sekundární proudění v rozích atd. Z toho by pak mohlo částečně vyplynout, proč jsou výsledky 3D tak odlišné od 2D. Též např. zda řešení není inherentně nestabilní, tj. zda paprsek nekmitá, s nutností provést řešení jako „unsteady“. Všechny tyto nedostatky do značné míry souvisejí se skutečností, že diplomant řešil obrovské množství variant a nebyl čas na závěrečnou kritickou analýzu. Přes uvedené nedostatky hodnotím práci pozitivně, jen je nutno, pokud bude diplomant pokračovat v oblasti modelování v novém zaměstnání, věnovat mnohem větší pozornost analýze výsledků.

Posudek oponenta

Elcner, Jakub

Cílem předložené diplomové práce bylo zvolit vhodný model turbulence a metodu diskretizace výpočtové domény za účelem správného řešení odtržení proudového pole. V rámci práce byla provedena rešerše uvažovaných turbulentních modelů, krátký úvod do problematiky numerických simulací a poměrně rozsáhlá část věnovaná výpočtům zaměřeným na proudění vzduchu v difuzoru. Za hlavní klady práce považuji přehledně zpracovaný rozbor modelů turbulence použitých během numerických simulací, a především rozsah práce, provedený za účelem získání dostatečného množství dat pro validaci numerických simulací vůči experimentu. Autor v práci vychází z předpokladu, že pro řešení odtržení proudu je velice důležité správně rozřešit chování v mezní vrstvě. Z tohoto důvodu bylo vytvořeno několik variant výpočetní sítě, kdy hlavními proměnnými byla základní velikost buňky, typ buňky a počet řad prizmatické vrstvy. Na těchto variantách byly provedeny simulace s rozdílnými modely turbulence a rozdílným přístupem ošetření mezní vrstvy. Přístup k mezní vrstvě závisí na hodnotě wall y+. Tento fakt nebyl v práci vůbec zohledněn, pouze zde byla zvolena hodnota tloušťky buňky u stěny, bez jakéhokoliv zdůvodnění této volby. V případě „low-y+“ přístupu manuál programu Star-CCM+ udává hodnotu wall y+ menší než 1 a v případě využití „high-y+“ hodnotu větší než 30. Tento fakt nebyl vůbec zohledněn. Student se zde dále zaměřuje na porovnání vlivu různého typu a různé velikosti výpočetních buněk. To je v pořádku, hlavně co se týče hustoty výpočetních elementů (tedy jeden typ sítě s různou velikostí základní buňky). Zde jde o princip tzv. testu nezávislosti sítě, na základě kterého je volena vhodná síť. Tento test, ačkoliv je v práci svým způsobem proveden, je nedostatečně prezentován ve výsledné analýze, která hodnotí každý konkrétní případ ve vztahu k použitému modelu turbulence, druhu sítě, počtu prizmatických vrstev a velikosti základní buňky. V práci také nebyla dostatečně obhájena volba počtu iterací jako hranice pro správné řešení simulace. Práce má také řadu nedostatků z hlediska analýzy výsledků. Kapitola 4 je závislá především na vyhodnocení hodnoty tzv. součinitele tření. Tento součinitel však není v práci nijak definován. Stejně tak metody vyhodnocování výsledků nejsou důkladněji popsané. V kapitole 5 dochází k porovnání experimentálních dat v podobě rychlostních polí v konkrétních řezech s rychlostními poli získanými simulací. V případě, že nám jde o kvalitativní porovnání, je dobré sjednotit škály rychlostních polí, aby dosahovaly stejných mezí což v práci provedeno nebylo. Práce vykazuje řadu chyb způsobených zřejmě nedostatečnou časovou rezervou při jejím dokončování. Řada obrázků má matoucí popisky (záměna Quad za Trim nebo Tria za Tetra, kap. 4.1) a často je umístění obrázku nešťastně zvoleno mimo oblast jeho popisu v práci (kap. 5). I přes tyto nedostatky je práce na poměrně slušné úrovni, proto ji navrhuji k obhájení a hodnotím stupněm C.

eVSKP id 109328