Önálló feladat 2015/16 tavaszi félév
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Áramlástan Tanszék Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék 2016. február 10.
Kedves Kollégák, az alábbi lista tartalmazza az Áramlástan, az Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék, az Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika és a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékek által kiírt Önálló Feladat (és Projekt A/B) tárgy feladatkiírásait. A feladat választásánál vegyék figyelembe, hogy: • A gépész BSc Folyamattechnika szakirányának BMEGEVGAG06 kódú kurzusát a négy tanszék közösen írta ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók a listában szereplő összes kiírás közül válogathatnak. • A gépész BSc Folyamattechnika szakirányának BMEGEVGAG08 kódú tárgyát az Áramlástan és a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékek közösen írták ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók ezen két tanszék témái közül válasszanak! • A gépész MSc Áramlástechnika szakirányának BMEGEVGMKF1 kódú tárgyát a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék írta ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék témái közül válasszanak! A feladatokra a megjelölt konzulensnél kell jelentkezni a szorgalmi időszak első hetének végéig (azaz 2016. február 19-ig). A tárgy teljesítésének feltétele a félév végén 10 perces prezentáció tartása a féléves munkáról. A beszámolókat a pótlási héten, vagy a vizsgaidőszak elején fogjuk tartani. A Hidrodinamika Rendszerek Tanszék által kiírt feladatok között találják a Tanszék idén kiírt szakdolgozat és diplomaterv témáit is. 1
Tartalomjegyzék Áramlástan Tanszék
5
Energetiakai Gépek és Rendszerek Tanszék
6
Belsőégésű motor 0-dimenziós modellezése AVL Boost rendszerben . . . . . . . . . . . . .
6
Vízbefecskendezés hatásvizsgálat egy hengeres motoron . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
Konténer fékpadi rendszer felújítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
Kettős tüzelőanyagú Diesel-motor rendszer kialakítása kutatási és oktatási célokra . . . .
6
Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék
7
Élelmiszerek gyorsfagyasztásának vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Paradicsom sűrítmény hőkezelésének vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Virágméz hőkezelésének vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Cukor oldat besűrítő méretezése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Hőcserélő felületi hőveszteségének vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Mérések elvégzése fluidizációs szárítón alacsony Reynolds-szám tartományban . . . . . . .
8
Mérési hibaszámítás elvégzése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Mérések párolgás mérőállomáson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Biofilterek, bio bűzzár alkalmazása a közösségi szenyvíz átemelőknél . . . . . . . . . . . .
8
Fagyasztva szárítás vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Folyamatriasztások kezelése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Berendezés-szimulátor készítése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Folyamatos propilén-propán elválasztás, hőszivattyú alkalmazása . . . . . . . . . . . . . .
9
Folyamatos izobután-n-bután elválasztás, hőszivattyú alkalmazása . . . . . . . . . . . . . 10 Gyógyszeripari oldószerregenerálás szakaszos rektifikálással . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Animáció készítése a molekuláris diffúzió szemléltetésére . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Konvekciós szárítás során az anyagon belüli hőmérsékleteloszlások numerikus modellezése 2
10
Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék
11
Áramlásba helyezett, periodikusan mozgó testre ható erő számítása numerikus áramlástani szimuláció segítségével . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Differenciális evolúció (DE) alkalmazása áramlástani optimalizálási célra . . . . . . . . . . 11 U alakú légszállító csatorna áramlási veszteségének minimalizálása . . . . . . . . . . . . . 11 U alakú légszállító csatorna áramlási veszteségének minimalizálása . . . . . . . . . . . . . 11 Hasi aorta sztent-graft áramlásszimulációja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Sztent hidrodinamikai ellenállásának mérése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Nyomáshatároló szelep zárótestére ható erő vizsgálata (CFD) . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Harmonikus mozgást végző test ellenállás-tényezőjének meghatározása (CFD) . . . . . . . 13 Adaptív szabályozás pneumatikus munkahenger szabályozására . . . . . . . . . . . . . . . 13 Pneumatikus munkahenger és hajtásának modellezése súrlódással . . . . . . . . . . . . . . 13 Pneumatikus mesterséges izmok szimulációs vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Repülőgép szárnyvégek CFD vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Szélturbina lapátozás FSI szimulációja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Forma 1-es hátsó szárny CFD vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Egyenes csőben és csőidomban áramló nemnewtoni közeg vizsgálata . . . . . . . . . . . . 14 Pulzushullám amplifikáció vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Várnyomásmérő laboreszköz fejelesztése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Kelvin-Helmholtz instabilitás vizualizációja és numerikus áramlástani számítása . . . . . . 15 Centrális vérnyomásgörbe optimalizáció érzékenységvizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . 16 SPECIÁLIS KULISSZÁS HAJTÓMŰ KINEMATIKAI JELLEMZŐINEK SZÁMÍTÁSA . 16 AERÁCIÓS CSATORNA MÉRETEZÉSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Folyadék-adagoló mérleg dinamikai vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Szívkatéteres vérnyomásgörbék spektrális analízise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Vérnyomásgörbék elemzése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Ugró mozgás hatása a véráramlásra
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3
A Logisztikus leképezés. mint kaotikus rendszer numerikus vizsgálata . . . . . . . . . . . 18 U-cső alakoptimalizálása adjoint módszerrel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 UV-lámpa optikai mérése vízben dózis számításhoz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Akusztikusan gerjesztett gőz/gáz buborék dinamikus viselkedésének vizsgálata . . . . . . 19 Örvényszivattyú–nyomóvezeték rendszer rezgésfelügyelete . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Hasáb körüli áramlás numerikus vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Spektrál módszerek alkalmazása az áramlástanban. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Mikro- és nanoméretű testek csillapítási együtthatóinak vizsgálata . . . . . . . . . . . . . 20 Kétcellás ablakokban kialakuló légáramlatok vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Szennyező anyag konvektív és diffúziv transzportja medencékben . . . . . . . . . . . . . . 21 Változó mélységű medencében haladó gerjesztett vízhullámok leírása . . . . . . . . . . . . 21 Szívó csonk /intake manifold/ nyomásesésének meghatározása
. . . . . . . . . . . . . . . 21
Kipufogó csonk / exhaust manifold / nyomásesésének meghatározása Szerelt lemez hőcserélő nyomásesésének meghatározása
. . . . . . . . . . . 22
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Villamos motor álló és forgó része között kialakuló áramlás modellezése . . . . . . . . . . 22 Keringető szivattyú két lapátja között kialakuló áramlási viszony modellezése
4
. . . . . . 23
Áramlástan Tanszék
Az Áramlástan tanszék témakiírásai megtalálhatóak honlapjukon, a következő linkre kattintva: http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/NEPTUN/FELADATKIIRASOK/2015-2016-II/FELADATKIIRASO
5
Energetiakai Gépek és Rendszerek Tanszék Belsőégésű motor 0-dimenziós modellezése AVL Boost rendszerben Kapcsolattartó konzulens: Dr. Berecky Ákos (
[email protected]) , további konzulens(ek): Lukács Kristóf A témakörön belül: 1. tekintse át a 0-dimenziós modellezési eljárásokat. 2. mutassa be a modellezett motort. 3. építse fel a motor modelljét. 4. végezzen érzékenység vizsgálatot a modellen. 5. értékleje az eredményeket. Önálló feladat
Vízbefecskendezés hatásvizsgálat egy hengeres motoron Kapcsolattartó konzulens: Dr. Berecky Ákos (
[email protected]) , további konzulens(ek): Sersli Ádám A témakörön belül: 1. Készítsen irodalomkutatást Víz befecskendezés témájában. 2. Vegyen részt a kísérleti rendszer kialakításában. 3. Végezzen méréseket a rendszeren. 4. értékleje az eredményeket. 5. Tegyen javaslatot a továbbfejlesztési lehetőségekre. Önálló feladat
Konténer fékpadi rendszer felújítása Kapcsolattartó konzulens: Lukács Kristóf (
[email protected]) A témakörön belül: 1. Készítsen irodalomkutatást korszerű fékpadi rendszerek témájában. 2. Vegyen részt a a fékpadi rendszer technológiájának tervezésében. 3. Egy kiválasztott rendszer terveit dolgozza ki a megvalósításhoz szükséges szintig 4. Vegyen részt a rendszer megvalósításában 5. Értékleje az eredményeket. Önálló feladat
Kettős tüzelőanyagú Diesel-motor rendszer kialakítása kutatási és oktatási célokra Kapcsolattartó konzulens: Lukács Kristóf (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dobai Attila A témakörön belül: 1. Készítsen irodalomkutatást a kettős tüzelőanyagú motorok témájában. 2. Mutassa be a kialakított rendszert. 3. Végezzen méréseket az elkészült rendszeren. 4. Értékleje az eredményeket. 5. Dolgozza ki az oktatási segédleteket. Önálló feladat
6
Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Élelmiszerek gyorsfagyasztásának vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Örvös Mária (
[email protected]) Készítsen összeállítást a darabos anyagok fagyasztására alkalmas berendezésekről! Ismertesse a szilárd, gömb alakú élelmiszerek hűtési, fagyási és utóhűtési idejének meghatározási lehetőségeit! Vizsgálja meg gömb alakú élelmiszer hűtése során a mag és a felületi hőmérséklet alakulását különböző hőátadási viszonyok között. Hasonlítsa össze a pontos és a közelítő módszereket! Vizsgálja meg a hűtőközeg hőmérséklet, áramlási sebesség, a geometria stb. műveleti időre gyakorolt hatását! Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Paradicsom sűrítmény hőkezelésének vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Bothné Dr. Feher Kinga (
[email protected]) Ismertesse az élelmiszerek hőkezeléssel történő tartósításának elméletét. Ismertesse a nagy viszkozitású élelmiszerek fűtésére/hűtésére alkalmazható kapartfalú hőcserélő berendezés működését! Hőtechnikai számítások alapján határozza meg, hány hűtő-fűtő hőcserélőre van szükség adott tömegáramú sűrítmény hőkezelésére! Vizsgálja meg, milyen hatása van a hőcserélő rotor fordulatszám változásának a hőátadó felület nagyságára. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Virágméz hőkezelésének vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Bothné Dr. Fehér Kinga (
[email protected]) Szakirodalom alapján ismertesse a méz kristályosodás megakadályozásának lehetséges módzsreit. Ismertesse a nagy viszkozitású élelmiszerek fűtésére/hűtésére alkalmazható kapartfalú hőcserélő berendezés működését! Hőtechnikai számítások alapján határozza meg, hány hűtő-fűtő hőcserélőre van szükség adott tömegáramú méz hőkezelésére! Vizsgálja meg, milyen hatása van a termék térfogatáram változásának a hőátadó felület nagyságára. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Cukor oldat besűrítő méretezése Kapcsolattartó konzulens: Bothné Dr. Fehér Kinga (
[email protected]) Ismertesse az oldatok besűrítésére alkalmas bepárló szerkezeti kialakítását. Ismertesse egy egytestes bepárló hőtechnikai méretezéséhez szükséges számítás menetét. Vizsgálja meg a műveleti paraméterek (nyomás, koncentráció, belépő hőmérséklet) hatását a bepárló fűtőgőz szükségletre. Vizsgálja meg a műveleti paraméterek (nyomás, koncentráció, belépő hőmérséklet) hatását a bepárló szükséges hőátadó felületére. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
7
Hőcserélő felületi hőveszteségének vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Bothné Dr. Fehér Kinga (
[email protected]) Ismertesse a csőköteges hőcserélők felületi hőveszteség számításának menetét. Vizsgálja meg, hogyan változik a hőveszteség különböző fűtőközeg belépési hőmérsékletek és környezeti hőmérsékletek esetén. Ismertesse, milyen szigetelő anyagok alkalmazhatók a hőcserélők külső felületének szigetelésére. Vizsgálja meg, hogy különböző vastagságú szigetelő anyagok használatával hogyan csökkenthető a hőveszteég mértéke. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Mérések elvégzése fluidizációs szárítón alacsony Reynolds-szám tartományban Kapcsolattartó konzulens: Dr. Poós Tibor (
[email protected]) , további konzulens(ek): Szabó Viktor Ismerje meg a tanszéki fluidizációs szárító mérőállomást! Ismerje meg a mérőállomáson folytatott mérések menetét! Végezzen el méréseket alacsony Reynolds-szám (Re100) tartományban a fluidizációs szárítón! Értékelje ki a mérési eredményeket! Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Mérési hibaszámítás elvégzése Kapcsolattartó konzulens: Dr. Poós Tibor (
[email protected]) , további konzulens(ek): Szabó Viktor Ismerje meg egy tetszőleges tanszéki mérőállomáson (fluidizációs szárító/párolgás mérőállomás/ stb.) folytatott mérések menetét, gyűjtse össze a mérések során felhasznált mérőeszközöket! Rendszerezze a mérés során felmerülő mérési hibákat, illetve azok nagyságát! Készítse el a mérési hibaszámítás menetét, a mérendő mennyiségek relatív hibájának meghatározási lehetőségét! Végezze el a hibaszámítást mérési eredmények felhasználásával! Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Mérések párolgás mérőállomáson Kapcsolattartó konzulens: Dr. Poós Tibor (
[email protected]) Ismerjék meg és helyezzék üzembe a Tanszéken található párolgás mérőállomást! Végezzen próbamérést és értékelje ki az eredményeket! Végezzen további min. 6 mérést a témavezetővel megbeszélt üzemi paramétereken! Értékelje ki a méréseket, és készítse el a jegyzőkönyvet, mely tartalmazza a témavezető által megadott információkat! Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Biofilterek, bio bűzzár alkalmazása a közösségi szenyvíz átemelőknél Kapcsolattartó konzulens: Dr. Poós Tibor (
[email protected]) Ismerjék meg a szennyvízátemelők működését! Gyűjtse össze milyen összetevőket kell leválasztani!
8
Gyűjtsön lehetséges megoldási változatokat a szagok leválasztására! Tervezzen meg egy alkalmazható megoldást bűzzárra! Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Szükséges előismeretek: Inventor Önálló feladat
Fagyasztva szárítás vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Nagy Bálint (
[email protected]) Irodalomkutatás alapján foglalja össze a fagyasztva szárítás történeti hátterét. Ismerje meg a liofilizálás előnyeit és hátrányait a gyógyszeriparban. Elsősorban telepítési és üzemeltetési szempontokat vegyen figyelembe. Részletesen térjen ki az egyes technológiai lépésekre. Adja meg a folyamatot leíró hő- és anyagátadási egyenleteket. Adjon javaslatot szimulációs program felépítésére. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Folyamatriasztások kezelése Kapcsolattartó konzulens: Nagy Bálint (
[email protected]) Foglalja össze az alarm-menedzsment kialakulását. Említsen meg olyan haváriákat, melyek kialakulásában közrejátszott a nem megfelelő alarmkezelés. Ismerje meg a témavezető által kijelölt technológiát/berendezést. Adja meg a technológia riasztásait, figyelmeztetéseit. A feladat során megismert technikákat alkalmazva állítson össze alarmkezelési stratégiát. Tervezzen HMI-t (Human Machine Interface) a berendezéshez. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Berendezés-szimulátor készítése Kapcsolattartó konzulens: Nagy Bálint (
[email protected]) Irodalomkutatás alapján adja meg az OTS-ek (Operator Training System) főbb jellemzőit. Ismerje meg a témavezető által kijelölt technológiát/berendezést. Tervezze meg és készítsen HMI-t (Human Machine Interface) a berendezéshez. Tervezzen OTS-t a berendezéshez. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Folyamatos propilén-propán elválasztás, hőszivattyú alkalmazása Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hégely László
Láng Péter (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr.
A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása Határozza meg az oszlop elméleti tányérszámát, a reflux arányt, valamint a kondenzátor és a visszaforraló hőszükségletét! Javasoljon belső szerkezetet, adja meg a torony fő méreteit (magasság, átmérő). Javasoljon megoldást a fejgőz mechanikus kompressziójával történő hőintegrációra. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót!
9
Önálló feladat
Folyamatos izobután-n-bután elválasztás, hőszivattyú alkalmazása Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hégely László
Láng Péter (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr.
A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása Határozza meg az oszlop elméleti tányérszámát, a reflux arányt, valamint a kondenzátor és a visszaforraló hőszükségletét! Javasoljon belső szerkezetet, adja meg a torony fő méreteit (magasság, átmérő). Javasoljon megoldást a fejgőz mechanikus kompressziójával történő hőintegrációra. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Gyógyszeripari oldószerregenerálás szakaszos rektifikálással Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hégely László
Láng Péter (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr.
A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása Ismerje meg a témavezető által kijelölt technológiát/berendezést. A szimulátor használatának elsajátítása A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Animáció készítése a molekuláris diffúzió szemléltetésére Kapcsolattartó konzulens: Dr. Molnár Orsolya (
[email protected]) Szakirodalom és eddigi tanulmányai alapján ismertesse a molekuláris diffúzió típusait és leíró egyenleteit. Ismertessen műveleti alkalmazási példákat a molekuláris diffúzió főbb típusaire. Két komponensű gázelegyek esetére készítsen számítógépes animációt az ekvimoláris szembediffúzió szemléltetésére. Két komponensű gázelegyek esetére készítsen számítógépes animációt az unimoláris diffúzió szemléltetésére. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
Konvekciós szárítás során az anyagon belüli hőmérsékleteloszlások numerikus modellezése Kapcsolattartó konzulens: Dr. Molnár Orsolya (
[email protected]) Szakirodalom alapján foglalja össze a konvekciós szárítást leíró numerikus modellekkel. Ismerkedjen meg az anyagon belüli hőmérsékleteloszlást leíró diferenciál egyenlettel porózus anyagok konvekciós szárítását tekintve. Készítsen numerikus szimulációt (pl. MATLAB) a hőmérséklet profilok leírására. A szimuláció eredményét hasonlítsa össze már létező mérési eredményekkel. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót! Önálló feladat
10
Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék Áramlásba helyezett, periodikusan mozgó testre ható erő számítása numerikus áramlástani szimuláció segítségével Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hős Csaba (
[email protected]) A projekt során CFD segítségével vizsgáljuk egy áramlásba helyezett, periodikusan mozgó testre ható erőt. Első lépésként az álló testre ható ellenálláserőt számítjuk ki, majd a test mozgása során kialakuló áramlástani eredetű erőt vizsgáljuk. A munkával párhuzamosan egy diplomaterv keretében mérések is készülnek, aminek eredményeivel összehasonlítjuk a CFD szimulációkat. Szükséges előismeretek: Ansys CFX felhasználói Önálló feladat
Differenciális evolúció (DE) alkalmazása áramlástani optimalizálási célra Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hős Csaba (
[email protected]) , további konzulens(ek): Hajgató Gergely A DE (differential evolution) egy olyan heurisztikus optimalizációs módszer, amely nem igényli a célfüggvény gradiensének ismeretét (mint pl. a klasszikus gradiens vagy konjugált gradiens módszerek) és nem szükséges, hogy a célfüggvény vagy a mellékfeltétel rendszer speciális tulajdonságokkal (pl. linearitás, differenciálhatóság, stb.) bírjon. A hátránya, nem garantált a globális optimum elérése. A feladat kidolgozása során egyszerű feladatoktól kezdve, egyre bonyolultabb problémák megoldásával haladunk az áramlástechnikai alakoptimalizálás feladatai felé. A használt programozási nyelv Python lesz, melynek előismerete ugyan nem szükséges, de feladatot választó hallgató(k) felé elvárás a nyelv alapfokú elsajátítása a feladat kidolgozása során. A feladat egy Tanszéken folyó kutatáshoz kapcsolódik, hosszútávú (több féléven átívelő és/vagy TDK) kiterjesztése lehetséges. Szükséges előismeretek: Python ismeret előny Diplomaterv BSc, Diplomaterv MSc, Önálló feladat
U alakú légszállító csatorna áramlási veszteségének minimalizálása Kapcsolattartó konzulens: Hajgató Gergely (
[email protected]) A hallgatónak egy U alakú visszafordító csatorna áramlási veszteségét kell minimalizálnia. A feladat megoldásához a korszerű numerikus áramlástannal segített optimalizáció egy módszerét, a krigelést is alkalmazni fogja. Szükséges előismeretek: A munka során Python vagy MatLab, és Ansys CFX vagy OpenFOAM programozói ismeretekre lesz szükség. Diplomaterv MSc
U alakú légszállító csatorna áramlási veszteségének minimalizálása Kapcsolattartó konzulens: Hajgató Gergely (
[email protected])
11
A hallgatóknak egy U alakú légszállító csőidom áramlási veszteségét kell minimalizálniuk. A csőidom 2D-s modelljét egy szakirodalmi anyag alapján parametrizálják, majd megírják azokat a szkripteket, melyek egy paraméterlista alapján automatikusan felépítik a geometria modellt, behálózzák azt, meghívják az áramlástani megoldót, majd kiolvassák a geometria nyomásesését. Az elkészült szkripteket egy optimalizációs algoritmusba (pl. genetikus algoritmus) illesztik, melyet nem a hallgatóknak kell megírniuk. Az így összeállt keretrendszerrel a hallgató minimalizálják a csőidom veszteségét. Szükséges előismeretek: A feladat megoldásához alapvető algoritmizálási és numerikus áramlástani ismeretek szükségesek. Önálló feladat
Hasi aorta sztent-graft áramlásszimulációja Kapcsolattartó konzulens: Paál György (
[email protected]) , további konzulens(ek): Csippa Benjámin Hasi aorta sztent graftok különböző kialakításának hatását kell vizsgálni az aortában lezajló áramlásra. A témát gyakorló érsebész vetette fel. Szükséges előismeretek: Előnyös, de nem kötelező az ANSYS CFX felhasználói ismeret Diplomaterv BSc, Önálló feladat
Sztent hidrodinamikai ellenállásának mérése Kapcsolattartó konzulens: Paál György (
[email protected]) , további konzulens(ek): Fülöp Csaba A Tanszék saját fejlesztésű és építésű mérőberendezésének továbbfejlesztése illetve nagy pontosságú mérések elvégzése. Szükséges előismeretek: Méréstechnikai affinitás Önálló feladat
Nyomáshatároló szelep zárótestére ható erő vizsgálata (CFD) Kapcsolattartó konzulens: Erdődi István (
[email protected]) A direkt rugóterhelésű nyomáshatároló szelepek működése szempontjából az egyik legfontosabb jellemző az áramlásból eredően a zárótestre ható erő a nyitás függvényében. A feladat célja ANSYS CFX segítségével modellezni ennek az erőnek az állandósult állapotbeli alakulását különböző zárótest geometriákra egy adott nyomás- és nyitás tartományon. A feladat során elvégzett munka az őszi szemeszterben szakdolgozatként folytatható. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX és MATLAB ismerete ajánlott, de nem feltétel Önálló feladat
12
Harmonikus mozgást végző test ellenállás-tényezőjének meghatározása (CFD) Kapcsolattartó konzulens: Erdődi István (
[email protected]) Az ellenállás-tényezőre vonatkozó számítások és mérések jellemzően állandósult állapotbeli szituációkra vonatkoznak - kérdés, hogy ezek az eredmények mennyiben alkalmazhatók akkor, ha az áramlásba helyezett test lengőmozgást végez. A munka célja egy olyan CFD modell megalkotása, mellyel az instacioner ellenálláserők számíthatóak és mérési eredményekkel összevethetőek. Szükséges előismeretek: ICEM és ANSYS CFX felhasználói ismeretek Diplomaterv MSc, Önálló feladat
Adaptív szabályozás pneumatikus munkahenger szabályozására Kapcsolattartó konzulens: Dr. Bene József (
[email protected]) Jelen feladat a Knorr-Bremse Fékrendszerek Kft-vel közösen került kiírásra. Haszongépjárművek váltó- és kuplungaktuáláshoz használt pneumatikus munkahengereinek szabályozása a levegő összenyomhatósága miatt eleve egy viszonylag nehezebb, nemlineáris problémát jelentenek. A pontos és gyors szabályozást még tovább bonyolítják az eltérő üzemi körülmények (tápnyomás, a pneumatikus szelepek működtetéshez használt tápfeszültség) és eltérő terhelési állapotok (a kuplung kopása miatt más karakterisztikájú szakaszát használjuk a kuplung tányérrugójának). Emiatt a hagyományos szabályozási módszerek legtöbbször nem adnak kielégítő megoldást. Cél egy olyan adaptív algoritmus kifejlesztése, mely a körülményeket felismerve hangolja be saját magát az optimális üzem eléréséhez. A feladat első körben szimulációs környezetben megvalósítandó, igény szerint több félév hosszú is lehet. Szükséges előismeretek: Grafikus programozási nyelv: Matlab Simulink vagy Scilab Xcos Önálló feladat
Pneumatikus munkahenger és hajtásának modellezése súrlódással Kapcsolattartó konzulens: Dr. Bene József (
[email protected]) Jelen feladat a Knorr-Bremse Fékrendszerek Kft-vel közösen került kiírásra. A cél haszongépjárművek váltó- és kuplungaktuáláshoz használt pneumatikus munkahengereinek szimulációs modellezése, különös tekintettel a súrlódási jelenségekre. A pontos modellezés számos kihívást tartogat a levegő összenyomható mivolta, a fellépő súrlódási jelenségek sebességfüggése, a mágnesszelepek karakterisztikája miatt. A feladat igény szerint több félév hosszú is lehet.A jelentkezővel együtt jelöljük ki azokat az irányokat, melyekre első körben nagyobb hangsúlyt fektetünk. Szükséges előismeretek: Grafikus programozási nyelv: Matlab Simulink vagy Scilab Xcos Önálló feladat
Pneumatikus mesterséges izmok szimulációs vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Bene József (
[email protected]) A cél a mesterséges pneumatikus izmok (PAM - pneumatic artifical muscles, ld. pl. Wikipédia) 13
szimulációs vizsgálata és alkalmazási lehetőségeinek feltérképezése. A PAM-ok viszonylag egyszerű, könnyű, és nagy erő kifejtésére alkalmas pneumatikus aktuátorok, azonban a a velük megvalósítható szabályozás pontossága kérdéses. Első körben egy PAM Simulinkes vagy CFX-es vizsgálatára fektetnénk a hangsúlyt, később szabályozási problémákat is megvizsgálnánk. Kutató jellegű munka, könnyen továbbfejleszthető TDK-vá, dimplomamunkává is. Szükséges előismeretek: CFD, Matlab, Matlab Simulink (vagy hasonló nyelv) közül legalább aze egyik Önálló feladat
Repülőgép szárnyvégek CFD vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Gráf Mihály (
[email protected]) A cél a repülőgépek szárvégein alkalmazott örvényleválás-csökkentő elemek megismerése, összehasonlítása. Szükséges előismeretek: Szükséges előismeretek: Nem kötelező, de ANSYS ICEM és CFX ismerete jól jön a szimulációkhoz, valamint tetszőleges 3D CAD szoftver a modellépítéshez. Diplomaterv BSc, Önálló feladat
Szélturbina lapátozás FSI szimulációja Kapcsolattartó konzulens: Gráf Mihály (
[email protected]) A cél egy kapcsolt áramlástani-szilárdságtani probléma megoldása adott geometriájú szélturbina lapátozáson. Szükséges előismeretek: ANSYS Workbench (nem kötelező, de jól jön) Önálló feladat
Forma 1-es hátsó szárny CFD vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Gráf Mihály (
[email protected]) A projekt során a feladat egy Red Bull RB6-os autó hátsó szárnygeometriájának modellezése, illetve komplex áramlástani vizsgálata. Szükséges előismeretek: tetszőleges 3D CAD szoftver ismeret, esetleg ANSYS ICEM CFD és CFX Önálló feladat
Egyenes csőben és csőidomban áramló nemnewtoni közeg vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Csizmadia Péter (
[email protected]) Az ipari gyakorlat során (erőműipar, élelmiszeripar) gyakran találkozhatunk nemnewtoni reológiájú anyagokkal, amelyeket szállítani kell a különböző technológiai lépésekben. Ezen anyagok szivattyúzási veszteségei különösen függnek a reológiai és áramlástani tulajdonságoktól. A félévi feladat
14
során a hallgatók numerikus módszerrel, ANSYS CFX környezetben vizsgálják az eltérő reológiai tulajdonságú, nemnewtoni közegek veszteségtényezőit egyenes csőben és csőidomokban. Szükséges előismeretek: ANSYS Diplomaterv BSc, Diplomaterv MSc, Önálló feladat
Pulzushullám amplifikáció vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Till Sára (
[email protected]) Orvosi szakirodalomból ismert tény, hogy az artériás pulzusnyomás terjedelme a szívtől a végtagok felé növekszik. Vannak olyan esetek, ahol azonban egészséges páciensek esetében is, ez a jelenség nem figyelhető meg. A feladat célja 1D modellezés segítségével egyszerű hálózatoktól (egy elágazás) kiindulva egyre bonyolultabb struktúrát felépítve megvizsgálni, milyen hatása van az érhálózat geometriájának a pulzusnyomás amplifikációra. Szükséges előismeretek: alapszintű MatLab ismeretek Diplomaterv BSc, Önálló feladat
Várnyomásmérő laboreszköz fejelesztése Kapcsolattartó konzulens: Till Sára (
[email protected]) , további konzulens(ek): dr. Horváth Tamás A hemodinamika oktatásának fontos része a különböző vérnyomásmérési technikák megismertetése a hallgatókkal. Ennek keretén belül mind a mandzsettás auszkultációs, mind a tonometriás non-invazív vérnyomásmérési technikákat oktatjuk a hallgatóknak. A laborgyakorlatokhoz olyan berendezésre van szükség, amelyen szimultán mérhető a mandzsettanyomás, detektálható a higanyoszlop mozgása és eközben tonometriás jel is rögzíthető. A feladat célja egy erre alkalmas laborberendezés elkészítése, felműszerezése és a próbamérések elvégzése. Szükséges előismeretek: Önálló feladat
Kelvin-Helmholtz instabilitás vizualizációja és numerikus áramlástani számítása Kapcsolattartó konzulens: Till Sára (
[email protected]) , további konzulens(ek): Csippa Benjamin Kelvin-Helmholtz instabilitásnak nevezzük azt az áramlástani jelenséget mely két különböző sűrűségű folyadék réteg határán alakul ki a két réteg egymáshoz képesti azaz relatív sebességétől. Minél nagyobb a rétegek relatív sebessége, annál nagyobb az instabilitás jellegzetes hullámhossza és fordítva. A hallgatók feladata egy ilyen áramlás vizualizációja numerikus áramlástani módszerekkel és laboratóriumi eszközökkel. Szükséges előismeretek: A feladat megoldásához ANSYS CFX megoldót használunk amelynek ismerete nem feltétel, de előnyt jelent. Önálló feladat
15
Centrális vérnyomásgörbe optimalizáció érzékenységvizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Till Sára (
[email protected]) A perifériás vérnyomásgörbéből centrálist számolni tudó, tanszéki fejlesztésű optimalizációs szoftver érzékenynek bizonyult a kiinduló paraméterek megválasztására. A hallgatók feladata a paramétercsokor (5 változó) különböző értékeiből indulva egy érzékenységi térkép felrajzolása, és ezáltal az 5 paraméterből meghatározni azt, amire az optimalizációs számítás a "legérzékenyebb". Szükséges előismeretek: MatLab programozói ismeretek Diplomaterv BSc, Önálló feladat
SPECIÁLIS KULISSZÁS HAJTÓMŰ KINEMATIKAI JELLEMZŐINEK SZÁMÍTÁSA Kapcsolattartó konzulens: dr. Váradi Sándor (
[email protected]) Meghatározandók egy állandó görbületi sugarú kulisszakerettel rendelkező hajtómű mozgástörvényei, azaz a kulisszakeret elmozdulás – idő, a sebesség – idő és gyorsulás –idő függvénykapcsolatai, továbbá a sebesség illetve gyorsulás hely szerinti változása. Önálló feladat
AERÁCIÓS CSATORNA MÉRETEZÉSE Kapcsolattartó konzulens: dr. Váradi Sándor (
[email protected]) Meghatározandók az aerációs csatorna alsó és felső terében kialakuló nyomás - , sebesség - és fluidizációs sebesség - hossz menti eloszlásfüggvényei a kiadandó mintapéldabeli adatokkal. A feladat megoldásához rendelkezésre áll egy matematikai fizikai modell, ami a csatorna elemi szakaszaira felírt áramlástani alapegyenletekre (kontinuitás és impulzustétel) támaszkodik. A modell eredményeként adódott differenciálegyenleteket Runge-Kutta módszerrel kell megoldani, amihez önálló programozás szükséges. Szükséges előismeretek: Matlab/C++ vagy egyéb programnyelv önálló használata Önálló feladat
Folyadék-adagoló mérleg dinamikai vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: dr. Váradi Sándor (
[email protected]) Alexandriai HÉRON ókori Görög matematikus, fizikus, feltaláló kb. 2050 évvel ezelőtti találmánya egy folyadék-adagoló mérleg, melynek mozgástörvényei irodalomból ismertek. A matematikaifizikai modell alapján a fenti eszköz mozgásának leírására egy másodrendű differenciálegyenlethez jutunk, majd annak két elsőrendű differenciálegyenlet-rendszerré alakításával, Runge-Kutta módszer alkalmazásával jutunk a megoldást leíró függvények meghatározásához. Önálló programozással meghatározandók irodalomban leírt mintapéldában szereplő kinematikai jellemzőket bemutató diagramok.
16
Szükséges előismeretek: Matlab, C++ vagy egyéb nyelv programozói ismeretei Önálló feladat
Szívkatéteres vérnyomásgörbék spektrális analízise Kapcsolattartó konzulens: Dr. Horváth Tamás (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr. Halász Gábor Koszorúér szűkületek súlyosságát a szűkület által okozott nyomás/áramlás eséssel jellemzik (frakcionált áramlási rezerv fractional flow reserve - FFR). A feladat célja a koszorúér-betegeken felvett szűkület előtti és utáni nyomás-idő regisztrátumok spektrális elemzése, valamint az eredmények értékelése a kórkép tükrében. Szükséges előismeretek: Matlab, Excel Diplomaterv MSc, Önálló feladat
Vérnyomásgörbék elemzése Kapcsolattartó konzulens: Dr. Horváth Tamás (
[email protected]) , további konzulens(ek): Till Sára Az orvosi gyakorlatban a mért artériás vérnyomásgörbéknek csak néhány jellemzőjét használják fel diagnosztikai célokra, holott valószínűleg több információt hordoznak. Korábbi tanszéki kutatásokból úgy tűnik, a vérnyomásgörbe Fourier-spektrumának elemzéséből pl. lehet következtetni az érrendszerben keringő vér mennyiségére. A feladatot végző hallgatónak első lépésben meg kell határozni, a periodikus nyomásgörbéből milyen hosszú szakasz elemzése szükséges és elégséges a vizsgálathoz. El kell készíteni a nyomásgörbék spektrumát, és statisztikai módszerek használatával –a korábbi eredményeket figyelembe véve- összefüggést kell keresni a Fourier-együtthatók és a keringő vér mennyiségét mutató más paraméter(ek) között. Az artériás nyomásgörbék más módszerekkel is elemezhetők (más ismert típusú függvények összegeként is előállíthatók), a hallgató feladata egy másik módszerrel is a görbék felbontása, a spektrumból kapott eredményekkel való összevetése. Szükséges előismeretek: Matlab, Excel Önálló feladat
Ugró mozgás hatása a véráramlásra Kapcsolattartó konzulens: Szabó Viktor (
[email protected]) , további konzulens(ek): Halász Gábor Tanszékünk munkatársai egy szoftvert fejlesztettek, amely mozgó artériás érhálózatban keringő véráramlás modellezésére alkalmas. A hallgató feladata a szakirodalom áttekintése után egy megfelelő mozgás (pl. ugrás, szaltó) kiválasztása, a mozgás kinematikai modellezése, bemenő adatállomány készítése, futtatások, és a program eredményeként kapott adatok elemzése. Szükséges előismeretek: Matlab program ismerete előny, de nem feltétel. Diplomaterv BSc, Önálló feladat
17
A Logisztikus leképezés. mint kaotikus rendszer numerikus vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Varga Roxána (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr. Hegedűs Ferenc A projekt során a kaotikus rendszerek viselkedésével, kontrol paraméterektől való függőségével ismerkedünk meg. A vizsgált modell egy nagyon egyszerű iterációs leképezés, az úgy nevezett Logistic Map. Ezt a modellt eredetileg a populáció dinamikában alkalmazták. Az iterációs leképezés gyakorlatilag egy számsorozat, ahol a soron következő szám értéke az előző szám értéktől függ. Hasonló számsorozattal az élet számos területén találkozhatunk, gondoljunk például valamilyen digitális mérési folyamatra, ahol a mért mennyiséget, mint egy számsorozat tároljuk a számítógépen. A matematikai modell, egyszerűsége miatt, rendkívül alkalmas kezdő diákok számára az olyan absztrakt fogalmak megértésére, mint káosz, Lyapunov exponens, bifurkációs struktúra. Az előbb említett példánál maradva, a szakemberek körében még mindig kihívás eldönteni egy mért, hibával terhelt jelről, hogy az sztohasztikus (véletlenszerű) vagy tényleg kaotikus. Továbbá, az egyenlet alkalmas a numerikus módszerek és az igényes paraméter tanulmány technikáinak elsajátítására. Egyszerű programozhatósága végett, ha a projekt nagyon jól halad, akkor a feladatot Matlab-tól eltérő szoftveres környezetben is meg lehet valósítani (C++ / CUDA-GPU), vagy a megszerzett tapasztalatokat összetettebb modelleken (pl. folytonos) lehet kamatoztatni. Szükséges előismeretek: Matlab, (C++, esetleg CUDA-GPU) Önálló feladat
U-cső alakoptimalizálása adjoint módszerrel Kapcsolattartó konzulens: Csippa Benjamin (
[email protected]) A szakdolgozat az optimalizációs módszerek irodalmának csoportosítására, majd abból egy módszer alkalmazására őszpontosít. A feladat egy U alakban hajlított cső 2 és/vagy 3 dimenziós adjoint optimálisa lesz nyomáskülönbség minimalizálására. Szükséges előismeretek: ANSYS felhasználói (Fluent környezet) Diplomaterv BSc
UV-lámpa optikai mérése vízben dózis számításhoz Kapcsolattartó konzulens: Dr.Hős Csaba (
[email protected]) , további konzulens(ek): Csippa Benjamin A feladat egy vízáramba helyezett UV-lámpa intenzitás eloszlásának mérése, az mérőeszköz megtervezése. Az intenzitás eloszlás és a sebességtér tudatában számítható az UV-dózis ami ilyen UV reaktorok egyik fő tervezési kritériuma. Egy másik feladat lenne a fal fényvisszaverő képességének vizsgálata mely befolyásolhatja a közvetlen környezetének intenzitás eloszlását. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX és Matlab felhasználói Önálló feladat
18
Akusztikusan gerjesztett gőz/gáz buborék dinamikus viselkedésének vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc (
[email protected]) A legtöbb mérnöki alkalmazásban a kavitáció mint réteg kavitáció vagy mint buborék felhő jelenik meg, és általában kerülendő káros jelenség. Az egyetlen buborék vizsgálata során kapott eredmények azonban jól használhatók egyes speciális tudományterületeken, mint például a rohamosan fejlődő ultrahangos technológiában. Ilyen például az új polimerek kutatása polimer láncok tördelésével a buborék összeroppanása során keletkező lökéshullám segítségével; a keletkező, akár több ezer Kelvin fokos hőmérséklet kémiai reakciókat indíthatnak be így egy kicsi kémiai rektornak is használható; vagy akár az orvostudományban a rák kezelésének alternatív módja is lehet. A fent említett alkalmazások adták az ötletet, hogy egy harmonikusan (szinuszosan) gerjesztett buborék vizsgálata során kapott eredmények értékes információval szolgálhatnak. A projekt során a modern nemlineáris dinamika módszereinek alkalmazásával a különböző típusú buborék rezgéseit fogjuk meghatározni (periodikus, kaotikus). Cél, a gerjesztés paramétereinek függvényében (amplitúdó, frekvencia) meg kell találni azokat a tartományokat, ahol a rezgés során extrém körülmények keletkeznek, azaz, nagy nyomás, hőmérséklet vagy akár lökéshullám. Továbbá, az orvostudományi alkalmazások során fontos a kiszámítható viselkedés, így a kaotikus tartományok feltérképezésével ezek elkerülhetőek. Habár a buborék geometriája nagyon egyszerű, de a fizikája és dinamikája rendkívül bonyolult! Válaszd a piros pirulát és megmutatom milyen mély a nyúl ürege! Szükséges előismeretek: Matlab Diplomaterv BSc, Diplomaterv MSc, Önálló feladat
Örvényszivattyú–nyomóvezeték rendszer rezgésfelügyelete Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc (
[email protected]) A rezgésdiagnosztika/rezgésfelügyelet mára már a forgó gépek üzem közbeni vizsgálatának szinte elengedhetetlen eszközévé vált. Ez alól a szivattyúk sem jelentenek kivételt, amik az ipari energiafogyasztás 25 százalékát teszi ki. A forgógépek által kibocsátott rezgések olyan információkkal láthatják el a mérnököket vagy az üzemeltetőket, amikkel az esetleges meghibásodások előre jelezhetők vagy kiküszöbölhetők. Mint például kavitációs üzem, kiegyensúlyozatlanság, tengelyek nem megfelelően pontos csatlakoztatása vagy csapágyhibák. A feladat célja egy, a tanszék laborjában található szivattyú-nyomóvezeték rendszer vizsgálata rezgésfelügyeleti módszerekkel. Ez a rendszer nyomócsonkjára szerelt nyomástávadó jeléből számolt spektrumok szisztematikus kiértékelésével valósítható meg. Szükséges előismeretek: Excel, Word, (Matlab) Diplomaterv MSc, Önálló feladat
Hasáb körüli áramlás numerikus vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc (
[email protected]) , további konzulens(ek): Csizmadia Péter (
[email protected]) Klasszikus áramlástani feladat egy hasáb körüli áramlás vizsgálata, a Reynolds szám és Strouhal szám kapcsolatának feltérképezése, a leválási frekvenciák meghatározása. Ismert jelenség az ekkor keletkező Kármán-féle örvénysor, amelynek megjelenése / elkerülése nemcsak áramlástani felada19
tokban kerülhet elő, hanem pl. hidak, tornyok tervezésekor is. A félév során a hallgató numerikus módszerrel, ANSYS CFX környezetben vizsgálja a problémakört. Fontos megjegyezni, hogy az egyszerűnek tűnő geometria tanulás szempontjából nem hátrány, hanem ELŐNY! Ugyanis a bonyolult feladatok során szinte elkerülhetetlen checkbox kombinációk próbálgatása helyett a tranziens áramlások megértésére és egy tisztességes paramétertanulmány elvégzésére tudunk koncentrálni. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX Önálló feladat
Spektrál módszerek alkalmazása az áramlástanban. Kapcsolattartó konzulens: Klapcsik Kálmán (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr. Hegedűs Ferenc Valós, áramlástani jelenségek leírására és megértéséhez gyakran parciális differenciálegyenletet vagy egyenletrendszert kell megoldanunk. Ezeknek az egyenleteknek a legtöbb esetben nem létezik analitikus, egyszerű képletekkel megadható megoldása, ezért valamilyen numerikus módszert kell használnunk. A numerikus megoldásnak a lényege, hogy az ismeretlen megoldást csak bizonyos pontokban (térbeli és időbeli hálón) határozzuk meg, így a folytonos megoldás függvényét egy pont sorozattal közelítjük. Minél finomabb a térbeli és időbeli felosztás, annál precízebben tudjuk az ismeretlen megoldást közelíteni. A legtöbb, kereskedelmen kapható és/vagy nyílt forrás kódú szoftverek (ANSYS CFX, ANSYS Fluent, OpenFOAM) a térbeli közelítésre valamilyen alacsonyrendű módszert használ, például, három egymás mellett elhelyezkedő pontra illesztett másodrendű parabolával közelíti a folytonos megoldást. Az alacsony rend használata miatt a térbeli felosztásnak nagyon finomnak kell lennie, hogy a numerikus hibát megfelelően alacsony szinten tartsuk. Ezért ez a megközelítés nagyon erőforrás igényes. Ez a probléma a magasabb rendű közelítést használó megoldókkal, mint például a spektrál módszer, kiküszöbölhető. Ezek a módszerek a térbeli közelítést sok nagyságrenddel hatékonyabban oldják meg, mint a klasszikus, alacsonyrendű módszerek. Ez teszi lehetővé, hogy a turbulencia kutatásban gyakorlatilag ez az egyedüliként alkalmazott numerikus eljárás. A feladat során különböző áramlástani problémákon keresztül megismerkedünk ennek a rohamosan terjedő és fejlődő módszernek a „lelki világával”. Ha eleged van a hónapokig tartó hálózásból, és az irdatlan mennyiségű checkbox kombinációk kipróbálása után sem lefutó szimulációkból, akkor ez a te önálló feladatod! Szükséges előismeretek: Matlab Diplomaterv BSc, Diplomaterv MSc, Önálló feladat
Mikro- és nanoméretű testek csillapítási együtthatóinak vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Bibó András (
[email protected]) Mikro- és nano méretű testek csillapítási együtthatóinak egyre pontosabb ismerete növekvő jelentőséggel bír egyrészt az ilyen méretű testeken végzett kísérletek kiértékelésében, másrészt jövőbeni kísérletek és szerkezetek megtervezése szempontjából is. Egyes esetekben a képletek még a sebességfüggés jellegében (lin./négyzetes/exp. vagy egyéb) is különböznek. A munka célja a különböző képletek érvényességi vizsgálta, különös tekintettel a "fal-hatást" is figyelembe vevőkre. Szükséges előismeretek: Valamilyen olyan programnyelv ismerete, amelyben egy nem konstans 20
csillapítási tényezővel rendelkező rendszert szimulálni lehet lehet (C, MatLab, Mathematica stb.). Önálló feladat
Kétcellás ablakokban kialakuló légáramlatok vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Bibó András (
[email protected]) Lakások és házak fűtésekor a hőáramlás igen nagy hányada történik az ablakokon keresztül. A növekvő hőszigetelési igények hívták létre a légritkított cellájú ablakokat, amelyeknek azonban több hátrányuk is van. A nem légritkított ablakokban a cellákban kialakuló konvektív áramlások nagyban hozzájárulnak a nemkívánatos hőáramláshoz. Az önálló feladatban a probléma egy lehetséges megoldásának hatékony vagy nem hatékony voltát kellene eldönteni közelítő számítással és számítógépes szimulációval. Szükséges előismeretek: A probléma szimulálására alkalmas szoftver ismerete. Önálló feladat
Szennyező anyag konvektív és diffúziv transzportja medencékben Kapcsolattartó konzulens: Dr. Kullmann László (
[email protected]) Átáramoltatott medencébe nagy koncentrációval érkező szennyező anyag diffúzióval és a folyadék mozgásából adódó konvekcióval terjed. A medencebeli sebességeloszlás adott. Explicit és implicit differenciasémákkal lehet az instacionárius terjedési folyamatot leírni. Hatékony, működő programot kell írni a transzport folyamat számítására. Össze kell hasonlítani az explicit és az implicit séma eredményét pontosság és hatékonyság alapján. Szükséges előismeretek: önálló programozási készség például MatLab-ban Önálló feladat
Változó mélységű medencében haladó gerjesztett vízhullámok leírása Kapcsolattartó konzulens: Dr. Kullmann László (
[email protected]) Hosszú keskeny emelkedő aljú vízmedencébe mélyebb végén periódikusan vizet nyomnak, emiatt hullámok futnak végig a medencében. A csökkenő vízmélység miatt a hullámok haladási sebessége csökken és a hullámok egyre meredekebbé válnak. A vízbevezetéssel szemközti medencevégen az érkező víz bukógáton át távozik. A hullámok időbeli és térbeli alakjának számítása a feladat. Szükséges előismeretek: Önálló programozási készség Önálló feladat
Szívó csonk /intake manifold/ nyomásesésének meghatározása Kapcsolattartó konzulens: Rummel Ákos (AVL Autókut Engineering Ltd. (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr. Hős Csaba (
[email protected]) A belsőégésű motorok szívócsonkjának kialakításánál ügyelni kell arra hogy az egyesített szívócsonk valamint a hengerekbe vezető portok amelyekben a szívó szelep helyezkedik el között a fellépő nyomásesés a lehető legkisebb 21
legyen valamint a portok és a szívócsonk között fellépő nyomásesés ne mutasson nagy különbséget. A feladat keretében egy 3 hengeres szívó motor intake manifoldjának vizsgálatát kell elvégezni és a kapott eredmények alapján javaslatokat tenni a konstrukció javítására, tovább fejlesztésére. Ehhez egy CFD szimulációt kell elvégezni amely három szimulációból áll. Az egyes szimulációk segítségével meghatározható a három különböző henger esetén fellépő nyomásesés. Önálló feladat
Kipufogó csonk / exhaust manifold / nyomásesésének meghatározása Kapcsolattartó konzulens: Rummel Ákos (AVL Autókut Engineering Ltd. (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr. Hős Csaba (
[email protected]) A belsőégésű motorok kipufógócsonkjának kialakításánál ügyelni kell arra hogy az egyesített kipufogócsonk valamint a hengerekből kivezető portok amelyekben a kipufogó szelep helyezkedik el között a fellépő nyomásesés a lehető legkisebb legyen valamint a portok és a kipufogócsonk között fellépő nyomásesés ne mutasson nagy különbséget. A feladat keretében egy 3 hengeres szívó motor exhaust manifoldjának vizsgálatát kell elvégezni és a kapott eredmények alapján javaslatokat tenni a konstrukció javítására, tovább fejlesztésére. Ehhez egy CFD szimulációt kell elvégezni amely három szimulációból áll. Az egyes szimulációk segítségével meghatározható a három különböző henger esetén fellépő nyomásesés. Önálló feladat
Szerelt lemez hőcserélő nyomásesésének meghatározása Kapcsolattartó konzulens: Rummel Ákos (AVL Autókut Engineering Ltd. (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr. Hős Csaba (
[email protected]) Belsőégésű motorok tesztelésére használt fépkpadok esetében a motor hűtési körébe a járműben található hűtő helyett egy szerelt lemezes hőcserélő kerül beépítésre. A hőcserélő teljesítménye a beépített hőcserélő lemezek függvényében változik. Emiatt a hőcserélő könnyen és gyorsan változtatható és igazítható hozzá a hűtési igényekhez. A jó hőátadás és magas hatásfok a lemez bonyolult kialakítása segítségével érhető el. A beépített lemez egy préselési eljárás során nyeri el végső formáját. A préselés során profilok kerülnek kialakításra amelyek az összeszerlés után a hűtő csatornákat fogják alkotni. A hütőkör méretezéséhez elengedhetetlen a fellépő nyomásesés meghatározása. A feladat keretében CFD szimuláció elvgézésére lenne segítségével az egy lemezmodulból felépülő hőcserélü a nyomásesés görbéje kerül meghatározásra. Önálló feladat
Villamos motor álló és forgó része között kialakuló áramlás modellezése Kapcsolattartó konzulens: Rummel Ákos (AVL Autókut Engineering Ltd. (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr. Hős Csaba (
[email protected]) A villamos gépek területén fontos szempont a megfelelő hütés elérése. Ehhez az álló és forgo rész között megtalálható légrésben kialakuló áramlás is jelentősen hozzájárul. A feladat keretében egy villamos gép álló és forgo része között megtalálható légrés egyszerűsített modelljét kell felépíteni és egy CFD szimuláció keretében a kialakuló áramlási viszonyokat feltérképezni.
22
Önálló feladat
Keringető szivattyú két lapátja között kialakuló áramlási viszony modellezése Kapcsolattartó konzulens: Rummel Ákos (AVL Autókut Engineering Ltd. (
[email protected]) , további konzulens(ek): Dr. Hős Csaba (
[email protected]) Gépjárművek hűtőkörében alkalmazott keringető szivattyuknak egy széles üzemi tartományban megbízhatóan kell működnie. Azokban az üzemállapotokonam ahol a motor nagy fordulatszámmal üzemel a keringető szivattyú szerkezetére nézve károsodást okozó áramlástani folyamatok alakulhatnak ki. Ezek közül a legveszélyesebb a kavitáció. A feladat keretében egy keringető szivattyú járókerekének két lapátja között kialakuló áramlási teret kell feltérképezni CFD szimuláció segítségével úgy hogy megfelelő információt kapjunk az esetleg kialakuló kavitációról. Önálló feladat
23
