Modelování tlakových pulsací v kapalině s vlivem druhé viskozity
Loading...
Date
Authors
Dzjamko, Vladislav
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Práce má za cíl stanovit hodnotu rychlosti zvuku a druhé dynamické viskozity tekutiny s využitím numerické optimalizace analytického modelu. Teoreticky lze rychlost zvuku a druhou viskozitu stanovit ze tří naměřených tlakových průběhů v čase po délce trubice, rychlost zvuku se přitom dohledává pro určení správnosti výsledku. Práce je rozdělena do sedmi navazujících kapitol. První dvě definují veškeré potřebné pojmy a použitý 1D analytický model. Následující kapitoly se věnují návrhu experimentu, vyhodnocení dat a numerické optimalizaci hledaných parametrů ve frekvenční doméně. Rozsah měřených frekvencí se pohyboval v intervalu 1 kHz až 20,59 kHz. V práci je využita Einsteinova konvence. Všechny grafy spojené s analytickým modelem a vyhodnocením výsledků jsou vytvořené v programu Matlab. Pro vyhodnocení rychlosti zvuku a druhé dynamické viskozity jsou využity optimalizační funkce fminsearch a lsqnonlin, funkce fminsearch však velikost druhé viskozity nadhodnocuje. Součástí práce je výpočet úlohy pomocí programu Ansys a následné porovnání všech výsledků.
The aim of this thesis is to determine the value of the speed of sound and the second dynamic viscosity of the fluid using numerical optimization of analytical model. Theoretically, the speed of sound and the second viscosity can be determined from three measured pressure waveforms in time along the length of the tube, while the speed of sound is traced to determine the correctness of the result. The thesis is divided into seven successive chapters. The first two define all the necessary concepts and the 1D analytical model used. The following chapters deal with the design of the experiment, data evaluation and numerical optimization of the search parameters in the frequency domain.The range of measured frequencies was from 1 kHz to 20,59 kHz. Einstein´s notation is used this this thesis. All graphs associated with the analytical model and the evaluation of the results are created in Matlab. The optimization functions fminsearch and lsqnonlin are used to evaluate the speed of sound and the second viscosity, however the fminsearch function overestimates the magnitude of the second viscosity. The thesis includes the calculation of the problem using Ansys and the subsequent comparison of all results.
The aim of this thesis is to determine the value of the speed of sound and the second dynamic viscosity of the fluid using numerical optimization of analytical model. Theoretically, the speed of sound and the second viscosity can be determined from three measured pressure waveforms in time along the length of the tube, while the speed of sound is traced to determine the correctness of the result. The thesis is divided into seven successive chapters. The first two define all the necessary concepts and the 1D analytical model used. The following chapters deal with the design of the experiment, data evaluation and numerical optimization of the search parameters in the frequency domain.The range of measured frequencies was from 1 kHz to 20,59 kHz. Einstein´s notation is used this this thesis. All graphs associated with the analytical model and the evaluation of the results are created in Matlab. The optimization functions fminsearch and lsqnonlin are used to evaluate the speed of sound and the second viscosity, however the fminsearch function overestimates the magnitude of the second viscosity. The thesis includes the calculation of the problem using Ansys and the subsequent comparison of all results.
Description
Citation
DZJAMKO, V. Modelování tlakových pulsací v kapalině s vlivem druhé viskozity [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Fluidní inženýrství
Comittee
prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc. (člen)
Ing. Aleš Skoták, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Zavadil, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
Date of acceptance
2024-06-12
Defence
Student seznámil komisi s diplomovou prací Modelování tlakových pulsací v kapalině s vlivem druhé viskozity. Popsal analytický model pro tlak a průtok. Uvedl vliv volných parametrů v modelu. Zmínil hlavní vlastnosti a podmínky experimentu i způsoby jeho vyhodnocení. Nastínil postup optimalizace i charaktery regresních funkcí. Následně okomentoval závislost druhé dynamické viskozity na frekvenci. Rovněž popsal závislost amplitudy na frekvenci. Následně okomentoval dosažené výsledky a to zejména závislost druhé viskozity na frekvenci a tlaku.
Na dotaz oponenta student uvedl předpoklady pro stanovení poměrného útlumu a zmínil vliv frekvenční závislosti.
Komisí byl tázán na vliv plynu v kapalině s ohledem na experimentální výsledky. Zvážil vliv různého objemu kapaliny.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení