but.committee	prof. RNDr. Jan Kohout, CSc. (předseda) Ing. Pavel Střasák, Ph.D. (člen) doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D. (člen) RNDr. Milan Macur, CSc. (člen) doc. Ing. Michal Jaroš, Dr. (člen) prof. Ing. Miroslav Raudenský, CSc. (člen)	cs
but.defence	Komise ocenila praktický přínos práce i odvahu a schopnosti doktoranda pouštět se do zcela nových a dosud nestudovaných oblastí a soustavně si uvědomovat omezení použitých modelů.	cs
but.jazyk	angličtina (English)
but.program	Aplikované vědy v inženýrství	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Horský, Jaroslav	en
dc.contributor.author	Boháček, Jan	en
dc.contributor.referee	Střasák,, Pavel	en
dc.contributor.referee	Rudolf, Pavel	en
dc.date.accessioned	2019-06-14T11:04:50Z
dc.date.available	2019-06-14T11:04:50Z
dc.date.created	2011	cs
dc.description.abstract	Práce komplexně popisuje vodní a vodovzdušné chlazení pomocí metod CFD (Computational Fluid Dynamics) konkrétně s využitím software ANSYS FLUENT. Skládá se ze dvou hlavních částí, z nichž první se zabývá numerickým popisem jediné vodní kapky a druhá popisem směsí kapek představující paprsek válcové a ploché trysky. Je založena převážně na vícefázových modelech proudění a vlastních uživatelsky definovaných funkcí (User Defined Functions, UDF) představujících stěžejní část práce. Uvedené výpočtové modely jsou ve většině případů verifikovány pomocí experimentálních dat nebo jiných numerických modelů. V první části práce jsou teoreticky postupně rozebrány všechny tři použité vícefázové modely proudění. První z nich, Volume Of Fluid model (VOF), byl použit pro modelování jediné kapky (mikromodel). Zatímco zbývající dva, Euler-Euler model a Euler-Lagrange model, byly aplikovány v modelu celého paprsku trysky (makromodel). Mikromodel popisuje dynamiku volného pádu vodní kapky. Pro malé průměry kapek (~100µm) standardní model povrchového napětí (Continuum Surface Force, CSF) způsoboval tzv. parazitní proudy. Z toho důvodu je v práci rozebrána problematika výpočtu normál, křivostí volných povrchů a povrchového napětí jako zdroje objemových sil v pohybových rovnicích. Makromodel se zabývá studiem dynamiky celého paprsku tj. oblastí od ústí trysky po dopad na horký povrch, bere v úvahu kompletní geometrii, tzn. např. podpůrné válečky, bramu, spodní část krystalizátoru apod. V práci je rozebrána 2D simulace dopadu paprsku válcové trysky pomocí VOF modelu Euler-Lagrange modelu na horký povrch. Pro případ s VOF modelem byl navržen model blánového varu. Euler-Euler model a Euler-Lagrange model byly využity pro simulaci paprsku ploché trysky horizontálně ostřikující horkou bramu přímo pod krystalizátorem nad první řadou válečků. Pro Euler-Euler model byl navržen model sekundárního rozpadu paprsku založený na teorii nejstabilnější vlnové délky (Blob jet model). Jelikož diskrétní Lagrangeovy částice tvořily v určitých místech spíše kontinuální fázi, byl navržen a otestován model pro konverzi těchto částic do VOF.	en
dc.description.abstract	The present thesis is focused on an overall description of water jets and air atomized jets for cooling purposes using CFD methods namely ANSYS FLUENT. It comprises two main parts – the micro and the macro model. The micro model concerns with a numerical description of single droplet dynamics whereas the macro model deals with a numerical modeling of water jets as complicated droplet structures emanating from solid stream nozzle and flat fan nozzle. By and large, it is based on multiphase models and User Defined Functions (UDFs), which represents the background of the present thesis. In most of cases, the presented numerical models were compared either with experimental data or another numerical model. In the first part, the theory of each of three multiphase models is discussed. The first one, the Volume Of Fluid model (VOF), was used for simulation of single droplet dynamics designated as a micro model whilst last two multiphase models, the Euler-Euler model and the Euler-Lagrange model, were applied in the case of modeling of the entire water jet structure, which is contrarily designated as a macro model. The micro model concerns with a numerical study of free-falling water droplet. For small droplet diameters (~100µm) the standard surface tension model (Continuum Surface Force model, CSF) was proved to cause significant unphysical parasitic currents. Therefore, the thesis is also devoted to surface tension as a source term of body forces imposed in momentum equation, normal, curvature calculation and related issues. The macro model covers a numerical study of dynamics of the entire water jet structure i.e. the space between the nozzle exit and the wall where the jet impinges. It accounts for the complete geometry, for instance, support rolls, a slab and a mold bottom of a continuous caster. Firstly, the physics of a solid jet impact onto a hot plate was simulated using both, the VOF and the Euler-Lagrange model. As regards the case with the VOF model, a model for film boiling was designed and tested. Finally, both, the Euler-Euler model and the Euler-Lagrange model, were used for simulation of a flat jet horizontally spraying onto a hot slab inside a confined domain bounded by support rolls and a mold bottom. Concerning the simulation with the Euler-Euler model, a secondary breakup model was introduced based on the wave stability atomization theory. Concerning the Euler-Lagrange simulation, the dispersed phase (Lagrange particles) formed rather a continuous phase in some places, and therefore the coupling between Lagrange particles and the VOF model via UDFs was proposed.	cs
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	BOHÁČEK, J. EFFECT OF FLOW PARAMETERS OF WATER AND AIR ATOMIZED SPRAYS ON COOLING INTENSITY OF HOT SURFACES [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2011.	cs
dc.identifier.other	39746	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/781
dc.language.iso	en	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	kapka	en
dc.subject	parní vrstva	en
dc.subject	blánový var	en
dc.subject	atomizace sprejů	en
dc.subject	válcový paprsek	en
dc.subject	plochý paprsek	en
dc.subject	chladicí tryska	en
dc.subject	uživatelsky definovaná funkce	en
dc.subject	Lagrangeovy částice	en
dc.subject	povrchové napětí	en
dc.subject	normála k volné hladině	en
dc.subject	křivost	en
dc.subject	CSF	en
dc.subject	Fluent	en
dc.subject	výpočtové modelování proudění	en
dc.subject	Droplet	cs
dc.subject	vapor layer	cs
dc.subject	film boiling	cs
dc.subject	jet atomization	cs
dc.subject	solid jet	cs
dc.subject	flat jet	cs
dc.subject	cooling nozzles	cs
dc.subject	user defined function	cs
dc.subject	UDF	cs
dc.subject	Volume of Fluid model	cs
dc.subject	Lagrange particles	cs
dc.subject	surface tension model	cs
dc.subject	interface normal	cs
dc.subject	curvature	cs
dc.subject	Continuum Surface Force	cs
dc.subject	HTC	cs
dc.subject	Fluent	cs
dc.subject	CFD	cs
dc.title	EFFECT OF FLOW PARAMETERS OF WATER AND AIR ATOMIZED SPRAYS ON COOLING INTENSITY OF HOT SURFACES	en
dc.title.alternative	EFFECT OF FLOW PARAMETERS OF WATER AND AIR ATOMIZED SPRAYS ON COOLING INTENSITY OF HOT SURFACES	cs
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2011-04-14	cs
dcterms.modified	2011-04-18-14:15:25	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta strojního inženýrství	cs
sync.item.dbid	39746	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2020.04.01 10:22:47	en
sync.item.modts	2020.04.01 01:43:40	en
thesis.discipline	Inženýrská mechanika	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Laboratoř přenosu tepla a proudění	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

EFFECT OF FLOW PARAMETERS OF WATER AND AIR ATOMIZED SPRAYS ON COOLING INTENSITY OF HOT SURFACES

Files

Original bundle

Collections