Mesco

Start -> SYMULACJA -> Symulacja 2014 -> Symulacja 2014 - referaty

SYMULACJA 2014

REFERATY
 

Rob Coles
HBM nCode
 

Closing the Loop with Modal Test and Analysis

Prezentacja dotycząca zastosowania oprogramowania nCode

Joanna Bigda, Jolanta Robak, Karina Ignasiak, Marcin Janusz
Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu
   

Eksperymentalna i numeryczna analiza spadku ciśnienia aerowanej zawiesiny węglowej w poziomym kanale cylindrycznym

Transport hydrauliczny wysokoskoncentrowanych zawiesin węglowo-wodnych (coal water slurry - CWS) rurociągami odgrywa ważną rolę w wielu zastosowaniach przemysłowych, od zgazowania po procesy spalania węgla kamiennego. Prawidłowa predykcja oporu przepływu w rurociągu jest warunkiem optymalnego zaprojektowania systemów pompujących oraz minimalizacji zużycia energii. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i obliczeń numerycznych spadku ciśnienia przepływu zawiesiny węglowej (30 – 110 dm3/min) napowietrzanej w zakresie od 0,1 do 4 m3n /h w kanale o długości 2 m i średnicy 30 mm. Dzięki zastosowaniu numerycznej mechaniki płynów (CFD) została utworzona mapa struktur przepływu dla różnych stosunków objętościowych gazu do zawiesiny węglowej. W przypadku wysokoskoncentrowanej zawiesiny węglowej o dużej zawartości ciała stałego (60% wag.) obserwacja struktury przepływu jest praktycznie niemożliwa. Na drodze obliczeń numerycznych uzyskano wyniki zbieżne z danymi doświadczalnymi. Przedstawione badania prowadzą do lepszego wglądu w reżim przepływu, co w rezultacie pozwoli na określenie optymalnych dla danego paliwa warunków transportu hydraulicznego, w tym sposobu i warunków obniżania oporów przepływu wysokoskoncentrowanych suspensji węglowo-wodnych w rurociągach i elementach dozujących.

Artur Piekarczuk *, Przemysław Więch *,
Krzysztof Malowany **, Paweł Skrzypczek **
Instytut Techniki Budowlanej *
Politechnika Warszawska **
 

Numeryczne modelowanie badań cienkościennych blach profilowanych

Nowoczesne budownictwo wykorzystuje innowacyjne technologie produkcji i montażu, których celem jest wdrożenie zrównoważonego rozwoju w zakresie oszczędności materiałów, kosztów wytwarzania i realizacji obiektów budowlanych. Jedną z takich technologii są samonośne zadaszenia łukowe z profilowanych blach stalowych stosowanych w budownictwie ogólnym i przemysłowym. Zadaszenia te pełnią jednocześnie funkcję nośną i osłonową a ich koszt i czas wytworzenia jest kilkukrotnie niższy od tradycyjnych konstrukcji zadaszeń. Postęp technologiczny wyprzedza jednak standaryzowane metody projektowania. W przypadku zadaszeń z profilowanych blach łukowych brakuje obecnie sprawdzonych metod projektowania a próby wykorzystania istniejących norm mogą prowadzić do powstawania błędów. Aby zaproponować prawidłową metodę obliczeń należy przeprowadzić kompleksowe badania laboratoryjne. Z uwagi na to, że badania są skomplikowane i czasochłonne, część prac wykonywana jest przez symulacje numeryczne.

Maciej Kryś
MESCO
 

Analiza termiczna konstrukcji nośnej hali żużlowej

Prezentacja podsumowująca analizę termiczną hali żużlowej.
Celem symulacji było uzyskanie rozkładu temperatury konstrukcji nośnej pod danym obciążeniem cieplnym. Temperatura belek nośnych mówi nam, o ile się wydłużą. Zbyt duże wydłużenie belek podtrzymujących dach spowoduje znaczne ugięcie belek pionowych, co grozi zawaleniem hali.

Mariusz Stępień, Michał Dul
Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki, Politechnika Śląska
 

Modelowanie procesu odprowadzania ciepła z półprzewodnikowej diody mocy

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z modelowaniem polowym diody mocy. Badania nadprzewodników w układach prądu odkształconego wymagają stosowania elementów półprzewodnikowych mocy pracujących przy znacznych prądach. Modelowanie miało na celu pokazanie sposobu chłodzenia diody mocy tak, aby możliwe było jej zastosowanie przy prądach przekraczających prądy znamionowe. Modelowanie przeprowadzono w ANSYS Workbench na bazie analizy elektrycznej (przepływowej) sprzężonej z analizą cieplną. Dla uzyskania wyników modelowania o dobrym stopniu zbieżności z wynikami eksperymentu przebadano strukturę geometrii modelowanej diody mocy. Przeprowadzono modelowanie dla różnych sposobów chłodzenia. Przeanalizowano chłodzenie naturalne, chłodzenie radiatorem powietrznym oraz chłodzenie cieczowe. Wyniki modelowania dla stanu ustalonego porównano z wynikami pomiarów laboratoryjnych (dla stanu przejściowego diody od chwili załączenia w warunkach zimnych do uzyskania ustalonego stanu cieplnego).

Łukasz Słupik*, Ludwik Kosyrczyk*,
Jacek Smołka**, Adam Fic**, Andrzej J. Nowak**
Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla *
Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska **
 

Model matematyczny komory koksowniczej

W ramach projektu „Inteligentna Koksownia” realizowanego przez Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu zbudowano model matematyczny opisujący nieustalone procesy cieplne oraz przepływowe zachodzące podczas koksowania wsadu węglowego w komorze koksowniczej. W modelu uwzględniono dyfuzyjną, konwekcyjną oraz radiacyjną wymianę ciepła, przepływ gazów przez złoże porowate, odparowanie wilgoci i jej wtórne skraplanie, efekty energetyczne odgazowania i przemian fazowych oraz proces tworzenia się przyściennej szczeliny gazowej. Uzyskano bardzo dobrą zgodność modelu CFD z pomiarami eksperymentalnymi wykonanymi na komorze testowej w Centre de Pyrolyse de Marienau. Prezentowany model komory koksowniczej połączono z uprzednio przygotowanym modelem CFD kanału grzewczego co umożliwiło przeprowadzenie obliczeń sprzężonych, których wyniki wykorzystano podczas budowy symulatora pracy baterii koksowniczej. Symulator pracy baterii koksowniczej to komputerowy program umożliwiający odtwarzanie szczegółów pracy rzeczywistego obiektu dla zadanych parametrów eksploatacji. Wszystkie wyniki symulacji przedstawione są zarówno w formie tabelarycznych zestawień, jak i różnego rodzaju graficznych prezentacji. Program będzie wspomagał procesy decyzyjne obsługi baterii koksowniczej oraz stanowił narzędzie dydaktyczne.

Ewelina Kołodziej *, Marcel Żołnierz **
Biuro Studiów i Projektów Górniczych w Katowicach Sp. z o.o. *
Instytut Mechanizacji Górnictwa, Politechnika Śląska **
 

Analiza wytrzymałościowa bębna pędnego 4L-5000

Maszyny wyciągowe stanowią podstawowy element wyposażenia górniczych wyciągów szybowych i to od nich w istotny sposób zależy prawidłowe funkcjonowanie wydobycia oraz bezpieczeństwo transportowanej załogi. Tematem referatu jest analiza wytrzymałościowa bębna pędnego 4L-5000 obciążonego naciskiem pochodzącym od sił w linach nośnych. Analizie został poddany również wał maszyny wyciągowej dla którego uwzględniono sposób łożyskowania oraz obciążenie pochodzące z bębna pędnego. W celu dokładnego odzwierciedlenia warunków rzeczywistych w analizie uwzględniono napięcie występujące w śrubach w połączeniu kołnierzowym piasty wału. Model umożliwia symulację dla warunków brzegowych w czasie eksploatacji oraz w stanie awaryjnym, związanych z możliwością zerwania wszystkich lin nośnych, stanowiące poważne zagrożenie dla prawidłowego funkcjonowania szybu oraz dla jego użytkowników. W ramach analizy numerycznej wyznaczono stany naprężenia i odkształcenia występujące w poszczególnych elementach bębna pędnego. Zestawiono wyniki dla materiału liniowego oraz dla materiału o charakterystyce nieliniowej, z uwzględnieniem uplastycznienia. Uzyskane wyniki pozwalają na identyfikację najbardziej wytężonych obszarów a tym samym przeprowadzanie zmian konstrukcyjnych w celu uzyskania optymalnej konstrukcji bębna pędnego dla założonych warunków brzegowych.

Maciej Darłak *, Jacek Junak **
Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii *,
BROSE **
   

Konstrukcja i obliczenia numeryczne napędu pompy Wspomagania Serca ReligaHeart-ROT”.
Obliczenia numeryczne silnika bezszczotkowego do napędu pompy serca.

Prezentacje dotyczące projektu prototypu pompy wspomagania serca ReligaHeart ROT opracowanego w Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu.
Druga prezentacja dotyczy obliczeń bezszczotkowego silnika do napędu pompy serca.

Volker Bäumer
CADFEM GmbH
 

Simulation is more than software


Krzysztof Lehrich
Katedra Budowy Maszyn, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska
 

Zastosowanie systemu ANSYS w badaniach symulacyjnych obrabiarek

W artykule przedstawiono przykłady zastosowań systemu ANSYS w badaniach symulacyjnych obrabiarek. Prezentowane wyniki dotyczą, w pierwszej kolejności, weryfikacyjnych badań wytrzymałościowych stołu i belki wielkogabarytowej tokarki karuzelowej. Przyczyną sięgnięcia po narzędzie w postaci analiz numerycznych były w tym przypadku nieprzewidziane zmniejszenie grubości ścianek podczas obróbki oraz zwiększenie masy obrabianych elementów. Drugim prezentowanym przykładem jest wykorzystanie systemu ANSYS w przypadku modyfikacji stojaków frezarki bramowej ciężkiej. W dalszej kolejności w artykule przedstawione zostały wyniki badań symulacyjnych wrzeciennika frezarki pod kątem parametrycznej optymalizacji konstrukcji, a następnie wyniki optymalizacji postaciowej i parametrycznej wrzeciennika, którego postacią wyjściową był prostopadłościenny prymityw. Wyniki obu przypadków optymalizacji wrzeciennika zestawiono z wynikami analiz MES uzyskanych dla oryginalnego rozwiązania konstrukcyjnego.

Piotr Łukaszewicz
Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej,
Zakład Mechatroniki i Maszyn Elektrycznych, Politechnika Poznańska
 

Wykorzystanie oprogramowania Maxwell do obliczania rozkładu sił lokalnych na powierzchnie stojana silnika magnetoelektrycznego

W pracy analizowano możliwości wykorzystania oprogramowania Maxwell do obliczania sił lokalnych pochodzenia elektromagnetycznego w silniku magnetoelektrycznym. Opisano różne metody wykorzystywane do obliczania sił lokalnych. Wyznaczone zostały rozkłady sił lokalnych na powierzchni stojana silnika synchronicznego magnetoelektrycznego przystosowanego do rozruchu bezpośredniego dla dwóch trybów pracy: a) bez obciążenia, kiedy prąd w uzwojeniach jest równy zero (pole magnetyczne generowane jest tylko przez magnesy), oraz b) przy obciążeniu znamionowym w stanie ustalonym. Ponadto obliczono siłę działającą na ząb stojana w zależności od położenia wirnika. Opracowano także specjalny model testowy, który został wykorzystany do weryfikacji dokładności obliczania sił w wykorzystywanym oprogramowaniu.

Grzegorz GÓRECKI*, Marcin ŁĘCKI *,
Jacek SAWICKI**, Mariusz STEGLIŃSKI**
Instytut Maszyn Przepływowych, Politechnika Łódzka *,
Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka **
 

Analiza numeryczna intensywności chłodzenia pieców do obróbki cieplnej poprzez heat pipe.

Wysoka temperatur hartowania sięgająca 1200°C jest jednym z podstawowych parametrów prawidłowego procesu obróbki cieplnej. W celu uniknięcia przegrzania konstrukcji pieców a zarazem ich uszkodzenia wymagane są wysublimowane techniki odbioru ciepła w celu zapewnienia odpowiedniego ich chłodzenia. Jednym ze sposobów mogących posłużyć jako elementy chłodzące pieców do obróbki cieplnej metali, np. w procesach wyżarzania i odpuszczania mogą być heat pipe. Zastosowanie heat pipe zapewnia stałą temperaturę na ich powierzchni, gwarantującą równomierne chłodzenie pieca. Jednym z typów konstrukcyjnych heat pipów jest termosyfon, w którym zachodzi grawitacyjny spływ skroplin. Modelowanie takiego układu wymaga obliczenia strumienia ciepła przenoszonego przez termosyfon oraz jego temperatury w różnych warunkach pracy. W pracy został zaprezentowany uproszczony model przepływu płynu z wymianą ciepła zaimplementowany w programie ANSYS FLUENT przy użyciu funkcji użytkownika (UDF). Model projektu zakłada konwekcyjny odbiór ciepła na zewnątrz rurki, przewodzenie przez ściankę i przepływ pary (z pominięciem spływu cieczy) w środku termosyfonu. Przepływ pary przyjęty został jako ruch laminarny (małe strumienie masy), rozwiązywany różnymi algorytmami, takimi jak Solver sprzężony (ang. Coupled) i Solver’y segregowane (PISO, SIMPLE). Zastosowany model obliczeniowy umożliwia obliczenie pola temperatur, przy możliwie krótkim w porównaniu do modelu dwufazowego czasem obliczeń. Wyniki analizy numerycznej zostały skorelowane z danymi eksperymentalnymi i literaturowymi.

Tomasz Wala
Katedra Budowy Maszyn, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska

Modelowanie procesu obróbki wodno-ściernej metodą elementów skończonych

Artykuł przedstawia proces tworzenia się narzędzia tnącego w głowicy tnącej, a następnie wpływ pojedynczych składników tego strumienia na erozję materiałową przy użyciu metody elementów skończonych. Dla celów analizy przepływu wysokociśnieniowego strumienia wykorzystano środowisko CFX Ansys, natomiast oddziaływanie strumienia tnącego z powierzchnią przedmiotu ciętego oraz symulacja erozji materiałowej wykonano w środowisku Autodyna Ansys.

Adam Zachura
Instytut Techniki Górniczej KOMAG
I MIEJSCE

Quasi-statyczna analiza współpracy pary trybologicznej koła napędowego i zębatki w systemie posuwu kombajnu ścianowego

System posuwu kombajnu ścianowego jest najbardziej narażonym na eksploatacyjne zużycie elementów kompleksu ścianowego, stąd podjęto prace koncepcyjne mające na celu zwiększenie jego trwałości i niezawodności. Dotychczas stosowane rozwiązania charakteryzują się nadmiernym zużyciem koła trakowego kombajnu ścianowego. Główną przyczyną tego zjawiska jest występowanie sił międzyzębnych o wartościach przekraczających granicę plastyczności materiałów stosowanych na koło i zębatkę. Częstotliwość obciążenia wybranego zęba koła zębatego jest znacznie większa niż zęba zębatki, której długość to 200 do 300 m. Prowadzi to do szybkiego uplastycznienia materiału i trwałych odkształceń flanki koła trakowego. Zapewnienie poprawnej współpracy powierzchni ewolwentowej koła z zębatką wymaga jego częstych wymian, co generuje wysokie koszty eksploatacji maszyny. W celu zobrazowania stanu naprężeń w kontakcie pary trybologicznej w systemie posuwu kombajnu ścianowego dokonano analizy dla koła trakowego stosowanego w systemach posuwu o mocy 120 kW. Przeprowadzono quasi-statyczną symulację ruchu koła trakowego po zębatce. Jej zasadniczym celem było wierne odzwierciedlenie ruchu maszyny co pozwoliło na określenie realnych wartości składowych sił międzyzębnych w kontakcie w czasie następujących kolejno fazach czasowych zazębienia. Do symulacji wybrano koło 9 zębne o module 40.107 oraz innowacyjną zębatkę o podziałce 126 mm. W celu identyfikacji zjawiska poślizgu w funkcji prędkości środka koła trakowego przeprowadzono porównawczą symulację dynamiczną ruchu koła trakowego po zębatce.

Małgorzata WOJTAS, Maciej PARAFINIAK, Paweł SKALSKI
Instytut Lotnictwa, Warszawa
 

Wykorzystanie specjalistyczne oprogramowania MAXWELL do weryfikacji konstrukcji stanowiska do badań materiałów magnetycznych

W praktyce badawczej istnieje konieczność konstruowania specjalistycznych stanowisk pomiarowych min. na potrzeby badań podstawowych, podejmowanych przede wszystkim w celu zdobycia lub poszerzenia wiedzy na temat przyczyn zjawisk oraz faktów. Przykładem takiego specjalizowanego stanowiska będzie stanowisko stworzone w celu pomiaru przenikalności magnetycznej oraz krzywej histerezy B(H) dla materiałów magnetoreologicznych. W niniejszym opracowaniu przedstawiono możliwość wykorzystania specjalizowanego oprogramowania do symulacji pola elektromagnetycznego jakim jest środowisko Maxwell. Środowisko to umożliwia analizy 2-D oraz 3-D pól elektromagnetycznych i elektromechanicznych. Przedstawiony w pracy problem dotyczy wspomagania w projektowaniu stanowiska badawczego. Wykorzystanie środowiska Maxwell na etapie projektowania umożliwiło weryfikację działania stanowiska na drodze symulacji i jego optymalizację w celu wyeliminowania błędów w jego konstrukcji. W opracowaniu przybliżone zostaną kolejne etapy projektowania stanowiska oraz porównanie wyników obliczeń otrzymanych podczas symulacji elektromagnetycznych MES i wyników eksperymentalnych wykonanych na rzeczywistym stoisku badawczym.

Mateusz Pawłucki
Flytronic Sp. z o.o.
 

Analiza aerodynamiczna niewielkiego samolotu bezzałogowego

Referat opisuję projekt bezzałogowego motoszybowca klasy mini.

Tomasz Kądziołka
MESCO
 

Projektowanie wirujących maszyn elektrycznych z zastosowaniem oprogramowania ANSYS.

Referat przedstawia możliwości oprogramowania firmy ANSYS: RMxprt oraz Maxwell w zakresie projektowania i analizy wirujących maszyn elektrycznych. W referacie zaprezentowano między innymi wpływ temperatury na parametry generatora synchronicznego z magnesami trwałymi.

Robert Mazur
MESCO
-->
 

Zmiana właściwości konstrukcji i analizy poprzez wymianę standardowych elementów skończonych na niestandardowe w środowisku ANSYS Workbench

Celem prezentacji jest przedstawienie korzyści płynących z wykorzystania techniki podmiany elementów w środowisku Mechanical, oraz pokazanie drogi „jak wymienić” elementy domyślne na niestandardowe.
zgłoś błąd na stronie Design by Adam Łokieć
U:| |   O:| |