Search

Cílem této diplomové práce je objasnit moţnosti vyuţití akustické emise jako diagnostického nástroje pro pouţití u hydraulických strojů. Zejména při odhalování výskytu trhlin v součástech stroje, a to za předpokladu změny v akustickém projevu části za provozu. Toto objasnění je postaveno na sérii jednoduchých měřených experimentů, které jsou zaloţeny na sledování projevu šroubu umístěného do proudu kapaliny v trubici, přičemţ je dotaţen vůči vnitřní stěně potrubí patřičným utahovacím momentem. Tímto předepnutím je simulována trhlina v tělese. Velké předepnutí má simulovat malou nebo ţádnou trhlinu, a naopak malé, nebo ţádné předepnutí představuje trhlinu velkou. Experimenty jsou měřeny pomocí skupiny snímačů tlaku a zrychlení a jejich vyhodnocení je provedeno pomocí programu vytvořeného v softwaru MATLAB. Výstupy programu jsou grafy efektivních hodnot z celého záznamu měření rozdělené na jednotlivé frekvence spektra a grafy poměrných vzrůstů. Tyto grafy porovnávají spektra jednotlivých konfigurací pro posouzení projevu změn jednotlivých parametrů., The goal of this diploma thesis is to clarify possibilities of usage of acoustic emission as a hydraulic machinery diagnostics tool. Especially for exposing presence of ruptures or cracks in the parts of machine, assuming changes in acoustic exposure of the part during operation. This clarification is based on series of simple measured experiments, which consist of monitoring the bolt placed in fluid stream inside of a pipe. This bolt was preloaded against inner wall of pipe by appropriate tightening torque. This preload is supposed to simulate effects of the size of rupture. High preload simulates small rupture or none in object and respectively small preload is supposed to simulate big rupture. A group of pressure sensors and accelerometers measures experiments and their evaluations are processed by script created in software MATLAB. Outputs of this script are charts with effective values of respective sensors from the entire record split into individual frequency spectrums. These charts compare spectrums of each configuration to judge effects of parameters changes.

Diplomová práce je zaměřena na konstrukční návrh membránového čerpadla s lineárním motorem. Toto čerpadlo by mělo být použito v lékařství pro čerpání krve nebo jako náhrada srdce. V prvních bodech práce jsou uvedena základní fakta, která se týkají srdce a náhrad srdce. V dalších kapitolách jsou popsány druhy membránových čerpadel a dále také konstrukční způsoby upnutí jejich membrán. Jsou zde odvozeny základní výpočetní vztahy popisující chování čerpadla a určeny jeho základní parametry. Součástí práce je také popis konstrukce tělesa čerpadla, které předtím než je vyrobeno, je ještě podrobeno optimalizaci pracovní komory pomocí CFD výpočtu. Posledním bodem práce je vyhodnocení měření vyrobeného modelu čerpadla., The diploma thesis is aimed at the constructional design of diaphragm pumps with a linear motor. This pump is supposed to be used in medicine for pumping the blood or as an artificial heart. The basic facts, which are focused on the function of the heart and artificial heart, are mentioned in the first parts of the thesis. The next parts describe the diaphragm pumps and the constructional ways of their diaphragm fixation. Furthermore, the basic calculations, describing the function of the pump, are derived there. The basic parameters of the pump are also calculated. The thesis also contains the description of the body pump construction, whose working room is optimized by CFD calculation before the pump is manufactured. The final part of the thesis is concentrated on the measurement evaluation of produced pump model.

Cílem této diplomové práce je objasnit moţnosti vyuţití akustické emise jako diagnostického nástroje pro pouţití u hydraulických strojů. Zejména při odhalování výskytu trhlin v součástech stroje, a to za předpokladu změny v akustickém projevu části za provozu. Toto objasnění je postaveno na sérii jednoduchých měřených experimentů, které jsou zaloţeny na sledování projevu šroubu umístěného do proudu kapaliny v trubici, přičemţ je dotaţen vůči vnitřní stěně potrubí patřičným utahovacím momentem. Tímto předepnutím je simulována trhlina v tělese. Velké předepnutí má simulovat malou nebo ţádnou trhlinu, a naopak malé, nebo ţádné předepnutí představuje trhlinu velkou. Experimenty jsou měřeny pomocí skupiny snímačů tlaku a zrychlení a jejich vyhodnocení je provedeno pomocí programu vytvořeného v softwaru MATLAB. Výstupy programu jsou grafy efektivních hodnot z celého záznamu měření rozdělené na jednotlivé frekvence spektra a grafy poměrných vzrůstů. Tyto grafy porovnávají spektra jednotlivých konfigurací pro posouzení projevu změn jednotlivých parametrů., The goal of this diploma thesis is to clarify possibilities of usage of acoustic emission as a hydraulic machinery diagnostics tool. Especially for exposing presence of ruptures or cracks in the parts of machine, assuming changes in acoustic exposure of the part during operation. This clarification is based on series of simple measured experiments, which consist of monitoring the bolt placed in fluid stream inside of a pipe. This bolt was preloaded against inner wall of pipe by appropriate tightening torque. This preload is supposed to simulate effects of the size of rupture. High preload simulates small rupture or none in object and respectively small preload is supposed to simulate big rupture. A group of pressure sensors and accelerometers measures experiments and their evaluations are processed by script created in software MATLAB. Outputs of this script are charts with effective values of respective sensors from the entire record split into individual frequency spectrums. These charts compare spectrums of each configuration to judge effects of parameters changes.

Cílem diplomové práce je provedení návrhu oběžného kola čerpadla. Klasický návrh oběžného kola probíhá na jeden návrhový bod, ve kterém je předpokládán nejčastější chod čerpadla. Cílem této diplomové práce je vytvoření návrhu čerpadla, jehož krycí a nosný disk jsou navrhovány každý na jiný návrhový bod a následné porovnání výsledků obou metod návrhu., The aim of the diploma thesis is to design the pump impeller. The classical design of the impeller is made for one operating point, in which pump is assumed to operate most of the time. The aim of this diploma thesis is to design a pump, whose pump cover and pump drive discs are designed for each other operating point and then compare the results of both design methods.

Cílen práce je provést optimalizaci vířivého čerpadla. Toto čerpadlo by mělo najít uplatnění ve zdravotnictví jako náhrada lidského srdce pro mimotělní oběh. Dále se budeme zabývat analýzou smykových napětí v čerpadle a jeho velikostí a zvážíme i použití nesmáčivých povrchů za účelem snížení hodnot smykových napětí. Všechny naše analýzy budou provedeny na základě CFD výpočtů., The aim of this labor is to optimize the vortex pump. When this pump should find application on the field of health like human heart for extracorporeal circulation. We will deal with the analysis of shear stress in the pump and its size of it and consider the use nonwetting surfaces to reduce the shear stress values. All our analysis will be made by CFD calculations.

Tato dizertační práce se zabývá dvěma případy interakce tělesa s tekutinou (FSI). První z nich se zabývá analýzou vzájemné interakce mezi rotorem čerpadla a kapalinou uvnitř těsnící spáry. Vliv těsnící spáry na dynamiku celého stoje je popsán pomocí dynamických parametrů, které jsou také označovaný jako přídavné účinky. V současnosti používané modely těsnících spár používají pro stanovení dynamických parametrů řadu zjednodušujících předpokladů. V této práci je prezentováno pět různých analýz dynamických parametrů těsnící spáry čerpadla na okysličovadlo. Každá z těchto pěti analýz používá jinou míru zjednodušení výpočetního modelu. V případě největšího zjednodušení je modelován pouze objem kapaliny uvnitř těsnící spáry. Nejkomplexnější analýza pro stanovení dynamických parametrů těsnící spáry používá pro výpočet model celého čerpadla s excentrickou polohou rotoru. Druhá část této dizertační práce definuje novou metodu pro řešení interakce kapaliny s pružným tělesem. Tato metoda využívá řešení inverzního problému kmitání. Přímý problém kmitání, který je také označován jako problém vlastních hodnot, používá jako vstupy pro řešení matice hmotnosti, tuhosti a tlumení, které jsou dohromady označovány jako koeficientové matice, na základě kterých je v nejobecnějším případě stanovena Jordanovská matice a také modální matice pravostranných a levostranných vlastních vektorů. Při řešení inverzního problému kmitání jsou stanoveny koeficientové matice na základě Jordanovské matice a modálních matic pravostranných a levostranných vlastních vektorů. Existují dva případy inverzního problému kmitání. V případě, že jsou známy všechny vstupní vlastní čísla a vlastní vektory, pak se jedná o tzv. plný problém. Naopak v případě, že alespoň 1 mód kmitání soustavy není znám, tak se jedná o tzv. částečný problém. V této práci je prezentováno 5 algoritmů pro řešení inverzního problému v kmitání. Nicméně pro každý typ inverzního problému kmitání je prezentován jeden univerzální algoritmus. Al, This doctoral thesis deals with two cases of fluid-structure interaction (FSI). The concern of the first part is to investigate the mutual interaction between the rotor of rotating machinery and fluid within the annular seals. The effect of the annular seals on the dynamic behaviour of the whole machine is described by the rotordynamic coefficients. The current models for the determination of the rotordynamic coefficients of the annular seal use many simplifications. This thesis presents five different analyses of rotordynamic coefficients of the plain annular seal of the oxidizer pump. Each of those five analyses uses a different level of simplification. The most simple analysis models only the volume of fluid within the annular seal. And the most sophisticated analysis models fluid flow within the entire pump with the eccentric rotor. The second part of this thesis defines a new method for the solution of interaction between the fluid and flexible body. This method is based on the solution of the inverse vibration problem. The direct vibration problem, which is as well known as the eigenvalue problem, uses the mass, damping and stiffness matrices, which are collectively called ''the structural matrices'', and determines in the most general case the Jordan matrix and modal matrices of right and left eigenvectors. The inverse vibration problem is used for the definition of the structural matrices based on the Jordan matrix and modal matrices of right and left eigenvectors. The inverse vibration problems can be divided into two types. If all eigenvalues and eigenvectors are known, then it is called the full problem. On contrary, if at least one mode of vibration is unknown, then it is called the partial problem. Five algorithms for the solution of the inverse vibration problem are defined in this thesis. However, two of these five algorithms are versatile, each one for one type of inverse vibration problem. The algorithm for the solution of the full problems was pres

V rámci diplomové práce je modelovým objektem sto metrů vysoký ocelový komín nacházející se v areálu papírny u města Świecie v Polsku, u kterého došlo v minulosti k havárii. Na tomto komínu je studován vliv účinků Kármánových vírů na jeho deformačně – napěťovou odezvu. Právě účinky Kármánových vírů působící na obtékané těleso (komín) jsou považovány za příčinu jeho havárie. V práci je řešena možnost minimalizace účinků Kármánových vírů na obtékané těleso (V tomto případě komínu, u kterého došlo k havárii). Potlačení nežádoucích účinků, jako je například snížení rozsahu budících frekvencí působících na obtékané těleso nebo minimalizace odporových sil, bylo realizováno pomocí použití aerodynamického ochranného pláště na těleso komínu., In master thesis there is main model object a 100 m high steel chimney located in the area of paper mill near the town of Świecie in Poland. In the past there was an accident with the failure of this particular construction. There is analyzed an effect of Kármán vortices on deformation – stress response of this chimney. The effect of Kármán vortices on the body in the air flow is considered to be cause of the accident in this case. In master thesis is investigated an opportunity to minimize these effects on body in the air flow (In this case the body is the above mentioned steel chimney). The negative effects termination (like for example minimalization of range of excitation frequencies or minimalization of drag forces acting on the chimney) is carried out by use of aerodynamic protection shell.

Tato práce se zabývá hydraulickými ztrátami lodí. Zaměřuje se především na třecí ztráty, ale dotýká se i témat tlakového odporu, vlnového odporu nebo Karmánovy vírové stezky. Je zde popsána problematika obtékání těles a smáčivosti povrchu. Experimentálně byly změřeny a porovnávány odpory lodiček s různou geometrií a povrchy a kontaktní úhly kapek na těchto površích., The aim of this bachelor’s thesis is to investigate hydraulic losses of ships. It mainly focuses on friction losses, but also pressure drag, wave drag and Kármán vortex street. By experiments drag of ships with different geometry and surfaces and contact angels of water drops on them were measured and compared.

Diplomová práce je zaměřena na konstrukční návrh membránového čerpadla s lineárním motorem. Toto čerpadlo by mělo být použito v lékařství pro čerpání krve nebo jako náhrada srdce. V prvních bodech práce jsou uvedena základní fakta, která se týkají srdce a náhrad srdce. V dalších kapitolách jsou popsány druhy membránových čerpadel a dále také konstrukční způsoby upnutí jejich membrán. Jsou zde odvozeny základní výpočetní vztahy popisující chování čerpadla a určeny jeho základní parametry. Součástí práce je také popis konstrukce tělesa čerpadla, které předtím než je vyrobeno, je ještě podrobeno optimalizaci pracovní komory pomocí CFD výpočtu. Posledním bodem práce je vyhodnocení měření vyrobeného modelu čerpadla., The diploma thesis is aimed at the constructional design of diaphragm pumps with a linear motor. This pump is supposed to be used in medicine for pumping the blood or as an artificial heart. The basic facts, which are focused on the function of the heart and artificial heart, are mentioned in the first parts of the thesis. The next parts describe the diaphragm pumps and the constructional ways of their diaphragm fixation. Furthermore, the basic calculations, describing the function of the pump, are derived there. The basic parameters of the pump are also calculated. The thesis also contains the description of the body pump construction, whose working room is optimized by CFD calculation before the pump is manufactured. The final part of the thesis is concentrated on the measurement evaluation of produced pump model.

V rámci diplomové práce je modelovým objektem sto metrů vysoký ocelový komín nacházející se v areálu papírny u města Świecie v Polsku, u kterého došlo v minulosti k havárii. Na tomto komínu je studován vliv účinků Kármánových vírů na jeho deformačně – napěťovou odezvu. Právě účinky Kármánových vírů působící na obtékané těleso (komín) jsou považovány za příčinu jeho havárie. V práci je řešena možnost minimalizace účinků Kármánových vírů na obtékané těleso (V tomto případě komínu, u kterého došlo k havárii). Potlačení nežádoucích účinků, jako je například snížení rozsahu budících frekvencí působících na obtékané těleso nebo minimalizace odporových sil, bylo realizováno pomocí použití aerodynamického ochranného pláště na těleso komínu., In master thesis there is main model object a 100 m high steel chimney located in the area of paper mill near the town of Świecie in Poland. In the past there was an accident with the failure of this particular construction. There is analyzed an effect of Kármán vortices on deformation – stress response of this chimney. The effect of Kármán vortices on the body in the air flow is considered to be cause of the accident in this case. In master thesis is investigated an opportunity to minimize these effects on body in the air flow (In this case the body is the above mentioned steel chimney). The negative effects termination (like for example minimalization of range of excitation frequencies or minimalization of drag forces acting on the chimney) is carried out by use of aerodynamic protection shell.

Tato práce se zabývá Navier-Stokesovými rovnicemi v křivočarých souřadnicích a jejich následném řešení pro kvazipotenciální proudění. Důraz je kladen na detailní popis křivočarého prostoru a jeho vyjádření pomocí Bézierových křivek, Bézierových ploch a Bézierových těles. Dále jsou zavedeny základní pojmy z teorie hydromechaniky, včetně potenciálního a kvazipotenciálního proudění. V práci je odvození Cauchyho rovnic, jako důsledek zákona zachování hybnosti a odvození rovnice kontinuity, jako důsledek zákona zachování hmotnosti. Navier-Stokesovy rovnice jsou poté odvozeny z Cauchyho rovnic uvažováním Cauchyho tenzoru napětí Newtonské stlačitelné kapaliny. Následná transformace do křivočarých souřadnic je provedena pomocí diferenciálních operátorů v křivočarých souřadnicích a využitím vektoru křivosti prostorové křivky. V závěrečné části práce je využití teoretických poznatků z předchozích kapitol při řešení okrajové úlohy kvazipotenciálního proudění, která je řešena pomocí metody konečných diferencí v prostředí Matlab., The master's thesis deals with Navier-Stokes equations in curvilinear coordinates and their solution for quasi-potential flow. The emphasis is on detailed description of curvilinear space and its expression using Bézier curves, Bézier surfaces and Bézier bodies. Further, fundamental concepts of hydromechanics are defined, including potential and quasi-potential flow. Cauchy equations are derived as a result of the law of momentum conservation and continuity equation is derived as a result of principle of mass conservation. Navier-Stokes equations are then derived as a special case of Cauchy equations using Cauchy stress tensor of Newtonian compressible fluid. Further transformation into curvilinear coordinates is accomplished through differential operators in curvilinear coordinates and by using curvature vector of space curve. In the last section we use results from previous chapters to solve boundary value problem of quasi-potential flow, which was solved by finite difference method using Matlab environment.

Diplomová práce se zabývá návrhem umělého srdce na principu plynových akumulátorů. Úvodní část popisuje anatomii a fyziologii kardiovaskulárního systému u člověka, mechanické srdeční náhrady a základní vlastnosti pneumatických mechanismů. Dále je v práci uveden postup návrhu pneumatického obvodu a jeho simulace v programu Simulink. Experimentální část obsahuje ověření funkčnosti pneumatického obvodu, navrženého objemového čerpadla a naměřené charakteristiky obou pracovních komor. V poslední části práce jsou uvedeny možnosti zmenšení rozměrů a hmotnosti celého mechanismu. Součástí je i výpočtové modelování pneumatického obvodu s použitím hélia jako pracovního média., The diploma thesis deals with the design of an artificial heart based on the principle of gas accumulators. The introductory part describes the anatomy and physiology of the human cardiovascular system, mechanical heart replacement and the basic properties of pneumatic mechanisms. Furthermore, there is shown the procedure of pneumatic circuit design and its simulation in the program Simulink. The experimental part contains verification of the functionality of the pneumatic circuit, designed the positive displacement pump, and the measured characteristics of both ventricles. The last part of the work deals with the reduction possibilities of dimensions and weight of the whole mechanism. There is also included computational modelling of the pneumatic circuit using helium as a working medium.

Práce se zabývá problematikou proudění v umělých srdečních chlopních. V práci je zaznamenán historický vývoj mechanických chlopní a jejich základní parametry. Dále obsahuje stručnou rešerši na modul Dynamická síť, který je obsažený v programu ANSYS Fluent. V rámci diplomové práce byl vykonaný experiment na skutečné mechanické srdeční chlopni a výsledky experimentu byly porovnány s fyziologickými hodnotami. Součástí je tvorba 3D modelu skutečné náhrady chlopně. Model byl následně použit k výpočetní simulaci proudění pomocí Dynamické sítě v programu ANSYS Fluent. Na závěr jsou výsledky experimentální části a numerického výpočtu použity k možným návrhům, které by mohly vést ke zlepšení funkce chlopně., The presented thesis solves a flow through the artificial heart valves. The thesis concerns with a historic development of mechanical heart valves and their basic parameters. It also includes a short research about Dynamic mesh module, which is contained within ANSYS Fluent. An experiment with a real mechanical heart valve was done within the diploma thesis and obtained data were compared with physiological ones. One part of this work was a design of 3D model of real heart valve replacement. The model was used for fluid dynamic computations using the Dynamic mesh of ANSYS Fluent software. In the end are the results of experimental part and numerical solutions used for few suggestions that could improve the function of the artificial heart valve.

Nestabilita proudění a vznik vírů při obtékání samostatně stojících pilířů je již dlouhodobě řešená problematika. Ve většině inženýrských problémů se jejich vliv snažíme minimalizovat. Některé novější aplikace ovšem vyžadují jejich maximalizaci. Tato diplomová, se zabývá studií těchto vlivů na lampu veřejného osvětlení pomocí počítačového modelování v programu Ansys Fluent a jejich využití k výrobě elektrické energie. Takto získané informace jsou pak využity pro návrh vibračního generátoru, který slouží pro transformaci energie mechanického kmitání na energii elektrickou., The instability of the flow and the formation of vortices when surrounding free-standing pillars is a problem that has been solved for a long time. In most engineering applications we try to minimize their influence. However, some newer applications require them to be maximized. This deals with the study of these effects on the public street lamp using computer modelling in the Ansys Fluent and their use for the production of electricity. The information obtained in this way is then used for the design of a vibration generator, which is then used to transform the energy from mechanical vibrations to electricity.

Diplomová práce se zabývá studiem proudění dvou nemísitelných kapalin v horizontálním potrubí. První část diplomové práce teoreticky popisuje nemísitelné proudění. Následuje experimentální měření, pro které byla upravena zkušební trať pro nátok oleje shora. Za kapaliny byly vybrány voda a olej z kukuřičných klíčků. Na trati bylo pozorováno několik typů režimu toku. Následně bylo popsáno a provedeno PIV měření na zkušební trati, kde se zjišťovaly velikosti vektorů rychlostí. V poslední části práce proběhla simulace jednoho vybraného režimu v programu Ansys Fluent, kdy bylo využito VOF metody. Tento režim se simuloval jak ve 3D, tak ve 2D potrubí. Zjištěné výsledky se porovnaly s experimentálním měřením a kriticky zhodnotily., This theses deals with flow of two immisible fluid in horizontal pipeline. First part teoretically describes immisible flow. What follows is experimental measurement in wich experimental track was adjusted for inlet of oil from the top. Water and corn germ oil were used as fluids. There were observed many modes of flow on the track. After that PIV was described and measured. PIV was done for measurement of values of velocity vectors. Simulation of one chosen mode was developed in the last chapter. This simulation was done in Ansys Fluent with help of VOF method. Simulation was done both in 3D and 2D pipeline. In the end these simulation were compared with experiment measurement and were critically evaluated.

V bakalářské práci jsou obsaženy základní informace o rozdělení čerpadel. Rozdělení je zde uvedeno podle normy ČSN 11 0000 a podle měrných otáček čerpadla. Jsou zde popsány konstrukce konvenčních vertikálních hydrodynamických čerpadel a možnosti jejich použití. U čerpadel používaných do vrtů jsou zhodnoceny jejich výhody a nedostatky. V poslední kapitole je popsána konstrukce nového hybridního čerpacího systému, jeho výhody oproti čerpadlům stávajícím a možnosti dalšího využití čerpadla., In this Bachelor's thesis are included the basic information about dividing pumps. The division of the pumps is carried out according to standard ČSN 11 0000 and according to the specific speed of the pumps. There is a description of conventional designs of vertical hydrodynamic pumps and their use. The advantages and disadvantages of pumps used in boreholes are evaluated. The last chapter describes the construction of new hybrid pumping system. Also its advantages over existing pumps are described as well as its potential future use.

Předložená práce obsahuje teoretickou část, která podrobněji vysvětluje problematiku odstředivých čerpadel, charakteristiky odstředivých čerpadel a stabilitu Y(Q) charakteristiky, způsoby a podmínky stabilizace charakteristiky a úpravy čerpadel vedoucí k stabilizaci., This thesis includes the theoretical part explaining problematic of centrifugal pumps, Y(Q) characteristics of these centrifugal pumps and stability of these characteristics, ways and conditions for stabilisation and adaptations heading to stabilisation.

Tato práce se zabývá Navier-Stokesovými rovnicemi v křivočarých souřadnicích a jejich následném řešení pro kvazipotenciální proudění. Důraz je kladen na detailní popis křivočarého prostoru a jeho vyjádření pomocí Bézierových křivek, Bézierových ploch a Bézierových těles. Dále jsou zavedeny základní pojmy z teorie hydromechaniky, včetně potenciálního a kvazipotenciálního proudění. V práci je odvození Cauchyho rovnic, jako důsledek zákona zachování hybnosti a odvození rovnice kontinuity, jako důsledek zákona zachování hmotnosti. Navier-Stokesovy rovnice jsou poté odvozeny z Cauchyho rovnic uvažováním Cauchyho tenzoru napětí Newtonské stlačitelné kapaliny. Následná transformace do křivočarých souřadnic je provedena pomocí diferenciálních operátorů v křivočarých souřadnicích a využitím vektoru křivosti prostorové křivky. V závěrečné části práce je využití teoretických poznatků z předchozích kapitol při řešení okrajové úlohy kvazipotenciálního proudění, která je řešena pomocí metody konečných diferencí v prostředí Matlab., The master's thesis deals with Navier-Stokes equations in curvilinear coordinates and their solution for quasi-potential flow. The emphasis is on detailed description of curvilinear space and its expression using Bézier curves, Bézier surfaces and Bézier bodies. Further, fundamental concepts of hydromechanics are defined, including potential and quasi-potential flow. Cauchy equations are derived as a result of the law of momentum conservation and continuity equation is derived as a result of principle of mass conservation. Navier-Stokes equations are then derived as a special case of Cauchy equations using Cauchy stress tensor of Newtonian compressible fluid. Further transformation into curvilinear coordinates is accomplished through differential operators in curvilinear coordinates and by using curvature vector of space curve. In the last section we use results from previous chapters to solve boundary value problem of quasi-potential flow, which was solved by finite difference method using Matlab environment.

Tato práce se zabývá využitím distribucí neboli zobecněných funkcí k řešení nestacionárních okrajových problémů v mechanice kontinua. Nejprve je zavedena teorie distribucí a jejich definice jako spojitých lineárních funkcionálů na prostoru testovacích funkcí. Druhá část teoretické kapitoly představuje Laplaceovu integrální transformaci. Následující kapitola se věnuje řešení průhybu nosníků pod vlivem nespojitého časově proměnlivého zatížení. Jejím výsledkem je vytvoření obecného modelu řešení průhybových čar nosníků vužitím distribucí. Poslední kapitola se zabývá řešením nestacionárního proudění v trubicích spojených hydraulickými prvky., This thesis deals with the utilization of distributions or generalized functions in solving non-stationary boundary problems in continuum mechanics. At first, the theory of distributions and their definition as continuous linear functionals on the test function space is introduced. The~second part of the theoretical framework presents Laplace integral transform. The~following chapter deals with the beam deflections under the discontinuous time variable loads. It results in the creation of a general model of the deflection lines using the distributions. The last chapter deals with the solution of non-stationary flow in pipes connected by various hydraulic elements.

Disertační práce se zabývá novým přístupem návrhu oběžného kola, lopatky a spirály odstředivého čerpadla. Matematický model proudění v meridiálním řezu oběžného kola i spirály se opírá o nástroje diferenciální geometrie aplikované na Bézieroy plochy. Tato již dříve představená teorie je v této práci hlouběji rozpracována a závěry jsou využity při návrhu součástí odstředivého čerpadla, které přicházejí do styku s kapalinou. Hlavním výstupem práce je matematický model a na jeho základě vytvořený software sloužící při návrhu oběžného kola, lopatky a spirály. Získané výsledky jsou exportovatelné do některého z běžně používaných 3D modelářů., This thesis deals with a new approach to the design of impeller, blade and spiral of centrifugal pump. The mathematic model of flow inside meridional section of impeller and spiral is based on the instruments of differential geometry applied to Bezier surfaces. This formerly introduced theory is more deeply developed in this thesis and the conclusions are applied to the design of centrifugal pump parts working with fluid. The main thesis output is the mathematic model and on its principles created software determined for the design of impeller, blade and spiral. The received results are exportable into one of the commonly used 3D modeling programs.

Tato diplomová práce je zaměřena na měření napjatosti ve spirále vodní turbíny pomocí tenzometrů. Zpráva je rozdělena na dvě části a to na část teoretickou a část praktickou. V teoretické části je popsána teorie, která se vztahuje k zadanému tématu (kapitoly zabývající se základy mechaniky, měřením a vyhodnocením, tenzometrii, měřením tlaku , nejistotou měření) a dále pak kapitola, kde je popsáno vodní dílo Lipno nad Vltavou (podkapitoly zabývající se VE Lipno I její historii, problematikou a historii měření). V praktické části práce je proveden teoretický výpočet nejistot tenzometrického měření a zpracováno měření napjatosti na spirále Francisovy turbíny na vodní elektrárně Lipno I (soustrojí TG2). Měření je rozděleno na dvě části a to na měření před generální opravou a po generální opravě. V praktické části jsou popsány technická data jednotlivých spirál, popis měření, výsledky měření přetvoření a napjatosti včetně porovnání s tlakem ve spirále a výpočtem nejistot měření., The Master‘s thesis is focused on measuring of the stress in the spiral case of water turbine using the strain gauges measurement. It contains the theoretical and the practical part. The theoretical part includes a description of theoretical background (basic mechanics, measurement and evaluation, strain gauges, pressure measurement, uncertainty of measurement). One of the chapters describes Water Power Plant Lipno nad Vltavou (history of power plant, issues and the history of measurement). The practical part contains a theoretical calculation of measurement uncertainty and measuring of stress on spiral case Francis turbine at Water Power Plant Lipno I (Unit TG2). Measurement was made before and after overhaul. There are described technical data of spiral cases, description of measurement, results of measuring of strain and stress including comparison with the pressure in spiral case and calculation of uncertainties of measurement.

Nestabilita proudění a vznik vírů při obtékání samostatně stojících pilířů je již dlouhodobě řešená problematika. Ve většině inženýrských problémů se jejich vliv snažíme minimalizovat. Některé novější aplikace ovšem vyžadují jejich maximalizaci. Tato diplomová, se zabývá studií těchto vlivů na lampu veřejného osvětlení pomocí počítačového modelování v programu Ansys Fluent a jejich využití k výrobě elektrické energie. Takto získané informace jsou pak využity pro návrh vibračního generátoru, který slouží pro transformaci energie mechanického kmitání na energii elektrickou., The instability of the flow and the formation of vortices when surrounding free-standing pillars is a problem that has been solved for a long time. In most engineering applications we try to minimize their influence. However, some newer applications require them to be maximized. This deals with the study of these effects on the public street lamp using computer modelling in the Ansys Fluent and their use for the production of electricity. The information obtained in this way is then used for the design of a vibration generator, which is then used to transform the energy from mechanical vibrations to electricity.

Cílem bakalářské práce je konstrukční řešení vírové turbíny s diskovým generátorem a následné detailní rozpracování technické dokumentace pro úspěšnou realizaci výroby zkušebního prototypu., This Bachelor Thesis focuses on structural design of a swirl turbine with a disc generator with a subsequent detailed elaboration of technical documentation for a successful production a testing prototype.

Tato práce se zabývá dynamickými vlastnostmi rotoru vírové turbíny. Primárně je studován vliv snížení vlastních frekvencí rotoru v důsledku interakce s vodním prostředím, a to pro různé úrovně ponoření rotoru do kapaliny. Následuje zjištění vlastních frekvencí rotoru vírové turbíny při provozních otáčkách. Problém je řešen výpočtovým modelováním v systému ANSYS, kdy je tekutina modelována pomocí akustických prvků. Dosažené výsledky jsou porovnány s experimentem., This thesis deals with dynamic behavior of swirl turbine vibrating in a liquid. Primarily is studied decrease of natural frequencies of rotor due the interaction with fluid environment, namely for different levels of submerged rotor in fluid. After that follows the detection of natural frequencies of swirl turbine in operating speed. The problem is solved by computational modeling in ANSYS system. For this solution is used acoustic elements method. The results are compared with experiment.

Disertační práce je zaměřena na návrh nového zařízení pro aeraci vodních ploch s nízkou hloubkou vodní masy. Aerace se řadí mezi ekologické preventivní metody pro omezení růstu sinic. Zvýšení rozpuštěného kyslíku ve vodní mase má za následek podporu růstu organismů, které jsou znevýhodněné nemožností pohybu ve vodní mase, a tím i k podpoře biodiverzity. Nastolená biodiverzita má pozitivní vliv na kvalitu vody, kdy nedochází k přemnožení jednoho druhu organismu, zvláště pak sinic. Navržené aerační zařízení využívá k transportu kyslíku do vody membránu tvořenou dutými vlákny. Při aeraci dochází k rozpouštění vzduchu přímo na povrchu membrány a nedochází tak k úniku vzduchu ve formě bublin. Tento způsob aerace má nízké provozní náklady a vysokou účinnost vnosu kyslíku do vody. Distribuce ve vodním díle je zajištěna speciální loďkou. Tato loďka se pohybuje po vodní hladině a na své svrchní palubě má umístěnou technologii. Aerace se provádí skrz aerační modul umístěný ve vodě. Pohyb loďky je řešen částečně autonomním řízením., This doctoral thesis is focused on design of new equipment for aeration of water surface with low depth of water column. Aeration is one of ecological preventive methods to prevent growth of cyanobacteria. Increase of dissolved oxygen content in water mass leads to support of the growth of organisms which are disadvantaged by impossibility of movement in water mass and thus also to support biodiversity. Given biodiversity has a positive effect on water quality because it avoids the outbreak of one species of aquatic organism, in particular of cyanobacteria. Designed aeration equipment uses membrane formed by hollow fibre to transport oxygen into the water. When aeration dissolution of oxygen occurs directly on the membrane surface which prevents air leak in the form of bubbles. This type of aeration has low operating costs and high efficiency of input of the oxygen into the water. Distribution in the aquatic environment is ensured by special boat. This boat is moving on the water surface and the technology is installed on the upper deck. The aeration is carried out by an aeration module situated in the water. The movement of the boat is partially ensured by autonomous control.

Práce vznikla na základě požadavku vytvoření mikročerpadla pro umělé srdce s použitím vhodného typu elektrického pohonu. Jedná se o interdisciplinární spolupráci FSI Brno, Ústavu Fluidního inženýrství Viktora Kaplana, FEKT Brno, Ústavu Výkonové elektroniky a v neposlední řadě lékařů z kardiologického centra nemocnice U svaté Anny v Brně. FSI Brno dodala mechanické řešení mikročerpadla, FEKT Brno řešilo pohonnou část a kardiologické centrum dodávalo znalosti lidské anatomie. Práce se zabývá návrhem, vytvořením a otestováním různých typů mikročerpadel pro medikamentózní účely. Jsou navrženy různé způsoby řešení pohonu mikročerpadla, jeho konstrukce a způsob fungování. Práce má především experimentální charakter a je zde do značné míry podpořen kreativní přístup při vytváření různých návrhů řešení. Bylo vytvořeno několik návrhů mikročerpadel s různými typy pohonů (stejnosměrný motor, hybridní krokový motor, piezomotory). Nakonec byl z technických a ekonomických důvodů vybrán nejvhodnější typ pohonu a byl vytvořen funkční prototyp dvojčinného čerpadla a byly otestovány jeho vlastnosti., This doctoral thesis originated as a requirement of micropump for artificial heart with using a suitable type of electric drive. It is an interdisciplinary cooperation of FSI Brno, Department of Fluid Engineering of Viktor Kaplan, FEKT Brno, Department of Power Electronics and finally the doctors from Cardiology Medical Center in St. Ann’s Hospital. FSI Brno made mechanical solutions of micropump, FEKT Brno solved electric drive and Cardiologic Medical Center gave the knowledge of human anatomy. Work deals with design, creation and testing of various types micropumps for medicamentous using. In this thesis was suggested various solutions of electric drive for micropump, its structure and function. Work is primarily experimental in nature and is heavily supported by a creative approach in creating a variety of proposed solutions. Several proposals of micropump have been made with different types of electric drives (DC motors, hybrid stepper motor, piezomotors). Finally, from the technical and economical point of view was chosen the most suitable type of electric drive and it was created a functional prototype of the double-action pump and its properties were tested.

Předkládaná diplomová práce se zabývá možností využití dynamického tlumiče v hydrodynamice. Konkrétně se jedná o posouzení vlivu dynamického tlumiče na dynamickou stabilitu tekutinové soustavy v případě, že tato soustava před instalací tlumiče vlivem samobuzeného kmitání vykazovala nestabilní chování. V práci je uveden algoritmus pro výpočet tlakových a průtokových pulzací vycházející z metody přenosových matic, dále jsou odvozeny přechodové matice pro různé varianty návrhu tlumiče. S využitím tohoto algoritmu je řešen vliv tlumiče umístěného ve stabilní a nestabilní tekutinové soustavě. Výstupem práce je software pro řešení tlakových a průtokových pulzací v soustavě se sériově řazenými hydrodynamickými prvky vytvořený v programu MATLAB., The master thesis deals with the possibility of using dynamic damper in hydrodynamics. Specifically, the assessment of the impact of dynamic damper on the dynamic stability of the fluid system when the system exhibited unstable behaviour prior to damper installation due to self-excited vibration. In the thesis is presented the algorithm for the calculation of pressure and flow pulsations based on the transfer matrix method, the transition matrices for different damper designs variants are derived. Using the algorithm, the effect of a damper placed in a stable and unstable fluid system is solved. The output of this work is software for solution of pressure and flow pulsations in the system with serially arranged hydrodynamic elements created in the MATLAB program.

Práce se zabývá výpočtovým modelováním statické a dynamické analýzy hydrodynamických kluzných ložisek, analýzy stability proudění tekutinového filmu a analýzy odezvy rotorových soustav. Na školicím pracovišti byl vyvinut nový teoretický přístup k modelování statického a dynamického chování tuhého rotujícího tělesa v tekutině při vzájemné interakci. Přístup je založen na aplikaci Navier-Stokesovy pohybové rovnice, rovnice kontinuity a předepsaných vhodných okrajových podmínkách. Pomocí vhodných transformačních vztahů lze od sebe oddělit a samostatně řešit pohyb tělesa a tekutiny a zároveň je možné separovat stacionární a nestacionární řešení tekutinové vrstvy. K analýze chování tekutiny je použita metoda kontrolních objemů. Pro popis geometrické konfigurace jsou využita racionální Bézierova tělesa, tato tělesa jsou zároveň využita také k aproximaci rychlostní a tlakové funkce. Vzhledem k tomu, že se změnou polohy středu hřídele je vždy prováděno i nové generování sítě, jedná se o kombinovanou ALE (Arbitrary Lagrange-Euler) metodu. Přídavné účinky od tekutiny, působící na hřídelový čep rotorové soustavy (v případě kluzného ložiska se jedná o tenzory přídavné hmotnosti, přídavné tuhosti a přídavného tlumení, které se řeší v rámci dynamické analýzy tekutinového filmu), jsou v případě aplikace nového přístupu k analýze funkcí pouze jediného parametru – polohy středu hřídele. Zde je veliká výhoda oproti klasickému přístupu, založenému na aplikaci Reynoldsovy rovnice, kdy je nutno řešit vázanou úlohu. Autor analyzoval modely dlouhých i krátkých hydrodynamických kluzných ložisek o různé geometrii, jmenovitě se jednalo o válcová a eliptická ložiska. V řešení byla uvažována nestlačitelná i stlačitelná tekutinová výplň radiální mezery kluzného ložiska. Výsledky analýz tekutinové vrstvy kluzného ložiska byly poté zahrnuty do pohybové rovnice modelové rotorové soustavy se dvěma stupni volnosti, uložené na svých koncích ve dvou kluzných ložiskách (Jeffcottův rotor). V dalším krok, This work deals with computational modelling of static and dynamic analyses of journal bearings, with analyses of stability of oil-film motion and analyses of response of the rotor assemblies. At our workplace a new theoretical approach to the modelling of the static and dynamic behaviour of the rigid rotating body in liquid is used. The approach is based on the application of the Navier-Stokes motion eq., equation of continuity and boundary conditions eqs. It is possible to separate the motion of the rigid body and liquid from each other using suitable transformation relations and then it is also possible to separate the stationary and nonstationary motions from each other. A method of control volumes is used for these analyses. The real Bézier body is used for the description of the geometrical configuration and also for the approximation of velocity and pressure functions. Combined the ALE (Arbitrary Lagrange-Euler) method is used, because it´s necessary to generate a new net (to perform new meshing) for a change of the shaft position. The additional effects of the liquid (additional mass, stiffness and damping), which we solved in dynamic analysis, are the function of the single parameter only – the shaft-centre position. There is a large advantage in comparison with the standard approach, which is based on application of the Reynolds liquid eq. Author solving the models of the long and short journal bearing with different geometry, especially the elliptical and cylindrical bearings, with incompressible and compressible journal bearing liquid. If the journal bearing problem is solved, it is possible to include the additional effect of the liquid to the right side of the motion equation of a model rotor assembly. Author analyze a model rotor assemblies with two degrees of freedom, which is supported inside of the two journal bearings on the ends of the rotor (Jeffcott rotor assembly). Author modelling and solveing a response of the model rotor assembly on the for

Diplomová práce se zabývá návrhem umělého srdce na principu plynových akumulátorů. Úvodní část popisuje anatomii a fyziologii kardiovaskulárního systému u člověka, mechanické srdeční náhrady a základní vlastnosti pneumatických mechanismů. Dále je v práci uveden postup návrhu pneumatického obvodu a jeho simulace v programu Simulink. Experimentální část obsahuje ověření funkčnosti pneumatického obvodu, navrženého objemového čerpadla a naměřené charakteristiky obou pracovních komor. V poslední části práce jsou uvedeny možnosti zmenšení rozměrů a hmotnosti celého mechanismu. Součástí je i výpočtové modelování pneumatického obvodu s použitím hélia jako pracovního média., The diploma thesis deals with the design of an artificial heart based on the principle of gas accumulators. The introductory part describes the anatomy and physiology of the human cardiovascular system, mechanical heart replacement and the basic properties of pneumatic mechanisms. Furthermore, there is shown the procedure of pneumatic circuit design and its simulation in the program Simulink. The experimental part contains verification of the functionality of the pneumatic circuit, designed the positive displacement pump, and the measured characteristics of both ventricles. The last part of the work deals with the reduction possibilities of dimensions and weight of the whole mechanism. There is also included computational modelling of the pneumatic circuit using helium as a working medium.

Hlavním cílem této práce je řešení tlakových pulzací v potrubním systému s dynamickým tlumičem. Je představena vlastní geometrie laděné odbočky, která je zkoumána za pomoci vytvořeného matematického modelu, numerických simulací a výsledky jsou také ověřeny experimentálně. V odvozených řídících vztazích jsou zahrnuty účinky dynamické i objemové viskozity. S využitím genetického algoritmu je vyřešena soustava nelineárních rovnic a stanovena frekvenční závislost objemové viskozity vzduchu dle naměřených dat. Je otestována správná funkčnost použitých snímačů tlaku. Zpracování experimentálních dat je provedeno za pomoci Fourierovy transformace při dodržení podmínky koherence. Na závěr je provedeno porovnání analytického, numerického a experimentálního přístupu pro různé geometrické varianty laděné odbočky., The diploma thesis deals with pressure pulsations in pipeline system with dynamic muffler. There is presented original geometry of side-branch resonator. Pressure pulsations are solved by a created mathematical model, numerical simulations and verified by an experimental approach. The influence of dynamic and bulk viscosity is involved in derived governing equations. A system of nonlinear equations is solved by genetic algorithm and frequency dependent relationship of bulk viscosity of air is determined afterwards. The correct function of used pressure sensors is tested. The processing of experimental data is performed by the fast Fourier transform with coherent sampling. Finally, a comparison of analytical, numerical and experimental approaches is introduced for different geometric variants of presented muffler.

Cílem této diplomové práce je navrhnout peristaltické čerpadlo pro hemodialýzu s ohledem na minimalizaci tlakových pulzací. Pomocí analytické analýzy je navržen nový koncept redukce tlakových pulzací, který využívá zrychlení k navýšení tlaku v prostoru mezi válečky. Fungování peristaltického čerpadla je simulováno pomocí programu Ansys Fluent pro získání lepší představy o proudění v čerpadle. Souběžně s návrhem nového konceptu bylo navrženo více tradiční čerpadlo, které bylo následně vyrobeno a experimentálně odzkoušeno. Data získaná z experimentu mohou být dále použita pro nový koncept., The purpose of this thesis is to design peristaltic pump for a hemodialysis unit, with emphasis on minimization of pressure pulses. Through analytical analysis, a new concept for reduction of pressure pulses, that uses acceleration to increase pressure in volume between rollers, is devised. The operation of peristaltic pump is simulated via Ansys Fluent to get a better understanding of the flow inside the pump. Parallel to the new concept, a more traditional pump is designed, manufactured and experimentally tested to obtain information that can be used for the new concept.

Tlumení kmitajícího tělesa či systému na vzduchu není snadné určit v konstrukční fázi návrhu. Ponorem tělesa do kapaliny je stanovení vlastní frekvence i tlumení ještě komplikovanější. Tato práce se zabývá experimentálním stanovením přídavných účinků kapaliny na těleso. V této práci je popsána modální analýza dvou těles na vzduchu, ale i postupně nořených do dvou nádob rozdílných velikostí, které byly naplněny vodou. Jejich odezvla byla zaznamenána snímačem zrychlení. Naměřená data byla vyhodnocena navrženou hybridní metodou, kterou byl určen poměrný útlum a vlastní frekvence. Pomocí softwaru Ansys byla vypočtena přídavná hmotnost kapaliny na těleso. Část práce je věnována určení vhodného časového úseku k vyhodnocení dat pro Fourierovu transformaci., Damping and natural frequency of a vibrating body or a system is not easy to estimate during the design phase of~project. If the body is submerged in water, estimating becomes even more complicated. This~work focuses on experimental determination of the liquid influence on an oscillating body. The~presented modal analysis was executed on two bodies when being surrounded by air, but~also when gradually and fully submerged in water using two reservoirs with different dimensions. The collected data was analyzed with a suggested hybrid method, which determined the damping ratio and the natural frequency. Added mass was calculated employing the Ansys software. Part of the presented work focuses on the selection of a suitable time window for the Fourier transform.

Cílem této diplomové práce je navrhnout metodiku experimentálního vyhodnocení přídavné hmotnosti, tuhosti a tlumení, kterými působí kapalinová vrstva na rotor v těsnící spáře. Těsnící spáry jsou významným konstrukčním prvkem hydrodynamických strojů. Jejich správný návrh, včetně stanovení přídavných účinků je nezbytný pro celkový dynamický návrh stroje. Součástí práce je rešerše problematiky dynamiky rotorů a přídavných účinků kapaliny. Byl navržen experiment pro stanovení přídavných účinků, který je založen na vyhodnocení dynamiky rotoru z měřených radiálních sil. Z výsledků experimentu byly stanoveny dynamické vlastnosti suchého a mokrého rotoru zkušebního zařízení., The main purpose of this master’s thesis is to propose the methodology suitable for experimental evaluation of additional mass, stiffness and damping by which a liquid layer in the sealing gap affects the rotor. Sealing gaps are important structural elements of hydrodynamic machines. An appropriate design of a sealing gap including the additional effects determination is an inevitable part of the machine overall dynamic design. The thesis also provides a literature search in the field of rotor dynamics and additional effects of a liquid. The designed experiment aiming to determine additional effects of the liquid is based on rotor dynamics evaluation by means of the radial forces measurement. The experiment results were used to determine dynamic properties of dry and wet rotor of the testing device.

V práci je popsán způsob řešení nestacionárního proudění v hydraulických systémech, které mají dominantní jednu složku rychlosti. Tyto systémy mohou být libovolně strukturované a nejsou omezeny počtem prvků. Samotný výpočet probíhá metodou Lax-Wendroff a umožňuje uvažovat proměnnou rychlost zvuku v závislosti na změnách statického tlaku i na vlastnostech potrubí, takže řešená hydraulická soustava může být velmi různorodá. Dále je v práci podrobně popsána samotná numerická metoda a její citlivost na velikost časového a délkového kroku, nikoliv z pohledu stability, ale z pohledu numerického útlumu a jeho porovnání s druhou viskozitou kapaliny. Na uvedených numerických postupech byl sestaven počítačový software s pracovním názvem Ráz, který umožňuje v poměrně krátkém čase namodelovat libovolnou potrubní síť a vypočítat proudění kapaliny v ní., Thesis deals about solution of non-steady flow in hydraulic systems, which have one dominant component of velocity. Such systems can be arbitrarily structured and they are not limited by number of elements. Computation is based on Lax-Wendroff method and enables considering of variable sound peed as function of static pressure and properties of pipe material. It means, that hydraulic system can be very various. Numerical method is described in detail and description is also focused on sensitivity of method for time step and length step. It can be very imported for evaluation of numerical viscosity, which is compared with second viscosity of fluid. Hammer is working title of software, which was developed on the basis of written numerical procedures. This software enables fast computation of flow in pipe-line systems.

Předmětem této diplomové práce je dynamická analýza jevů probíhajících v tenké válcové oblasti, tj. ve spáře, kterou proudí kapalina o daných parametrech. Skrze zavedená zjednodušení se dostává k problematice vlastního a vynuceného kmitání a to jak pro podélné kmitání v trubici, tak pro oblast vyrovnávacího pístu. Popisovaná metoda uplatňuje k rozboru separaci proměnných u tlakové funkce. Rychlostní funkce je odvozena na základě již známého rozložení tlakového pole pomocí rovnice silové rovnováhy (Navier-Stokes)., The subject of this diploma thesis is a dynamic analysis of phenomena occurring in the thin cylindrical region, ie in a gab, which flows liquid by the given parameters. Through the simplifications introduced, it comes to the problem of structural and forced vibration for both the horizontal pulsation in a tube and the area of a compensating piston. The described method uses the separation of variables for pressure function. The speed function is derived from the already known pressure field distribution using the Navier-Stokes equation.

Předložená práce obsahuje teoretickou část, která podrobněji vysvětluje problematiku odstředivých čerpadel, charakteristiky odstředivých čerpadel a stabilitu Y(Q) charakteristiky, způsoby a podmínky stabilizace charakteristiky a úpravy čerpadel vedoucí k stabilizaci., This thesis includes the theoretical part explaining problematic of centrifugal pumps, Y(Q) characteristics of these centrifugal pumps and stability of these characteristics, ways and conditions for stabilisation and adaptations heading to stabilisation.

Tato bakalářská práce se zabývá jevy spojenými s vertikálně kmitající vrstvou kapaliny, především Faradayovými vlnami a atomizací. Hlouběji se věnuje rozboru lineárního matematického modelu pro vertikálně oscilující ideální kapalinu od Benjamina a Ursella z roku 1954. Také uvádí, kde se s těmito a dalšími jevy spojenými s kmitáním tekutin setkáváme v praxi. Dále jsou zde uvedeny výsledky experimentů, jejichž cílem bylo s využitím lineárního modelu najít některé vlastní tvary a také zdokumentovat některé jejich vlastnosti. Poslední část je zaměřena na návrh experimentálního zařízení, které má sloužit pro vizualizaci vlastních tvarů kmitu kapalin., This bachelor's thesis deals with phenomena connected with vertically oscillating liquid layer, particularly with Faraday waves and liquid atomization. More in detail it deals with the linear mathematical model for vertically oscilating inviscid and incompresible liquids by Benjamin & Ursell (1954). It also presents the appearance of these and other phenomena connected with liquid vibration in practical applications. Furthermore, results of experiments are presented. Their aim was to find some eigenmode shapes using the linear model and also to document some of their properties. Final part is aimed to the design of an experimental device for visualization of vibration eigenmode shapes of liquids.

Tato bakalářská práce pojednává o koncentraci vzduchu ve vodě. Hlavní koncepce vychází z Henryho zákona o rozpouštění plynů v kapalinách v závislosti na tlaku. Je zde uvedeno jeho základní odvození, faktory ovlivňující rozpustnost a formy Henryho konstanty. Dále je věnována pozornost využití aerace v průmyslu a konstrukci aeračních systémů. Pro realizaci experimentu slouží speciální zařízení na bázi plynového akumulátoru. Naměřené hodnoty byly vyjádřeny pomocí tabulek a grafů. Údaje z experimentu potvrdily platnost Henryho zákona, že s vzrůstajícím tlakem nad hladinou roste i koncentrace vzduchu ve vodě., This bachelor thesis deals with air concentration in the water. The general conception comes from Henry's law about gas dissolved in the liquids depending on pressure. The basic derivation, the values which influence dissolvability and the Henry's Law constant´s forms are discussed here. Next part is about the usage aeration in the industry and in the construction of aeration systems. The special equipment is for realization experiment. This special equipment is gas´s accumulator based. The measured values are expressed as the tables and the graphs. The data from experiment validated the force of Henry´s Law: with growing pressure above water level, the air concentration in the water is growing too.

Diplomová práce se zabývá problémem stanovení druhé viskozity kapaliny a rychlosti zvuku při různém průtoku kapaliny v trubici z naměřených tlakových pulsací vyvolaných membránovým pulsátorem. Při řešení je použit model přenosových matic, při vyhodnocení pak genetický algoritmus v programu „Facharp.exe“. K určení tvarů kmitů a vlastní frekvence trubice je provedena modální analýza problematického měřeného úseku. Výsledná data jsou kvůli názornosti zpracována v programu „MS Excel“ a vynesena do grafů, jejichž závěrem je závislost druhé viskozity kapaliny a rychlosti zvuku na průtoku., Diploma thesis deals with problem of assessment of the second viscosity and acoustic velocity coefficients by the different liquid´s flow in pipe from measured pressure pulstation created by diaphragm pulsator. For the solution is used a transfer matrix model and for the data evaluation a genetic algorithm in „Facharp.exe“ program. Modal analysis in problematic part of the measured stand is realized to find a wave shapes and natural frequency of a pipe. The results are for the reason of clearness processed into „MS Excel“ program and fetched to the charts which shows depedence of a second viscosity and acoustic velocity coefficients on a various flow as the final result.

Tato diplomová práce pojednává o závislosti soucinitele prestupu tepla na míre koncentrace vzduchu ve vode. Hlavní myšlenka vychází z rozpustnosti plynu v kapalinách v závislosti na tlaku, Henryho zákona, z Newtonova zákona o ochlazování. Byl proveden experiment, pro potvrzení predpokladu., This thesis deals with dependence of heat transfer coefficient on rate of air concentration in the water. Main idea appears from gas dissolvability in water depending on pressure, Henry's law and Newton's law of cooling. There had been an experiment made to verify the hypothesis.

Práce se zabývá problematikou proudění v umělých srdečních chlopních. V práci je zaznamenán historický vývoj mechanických chlopní a jejich základní parametry. Dále obsahuje stručnou rešerši na modul Dynamická síť, který je obsažený v programu ANSYS Fluent. V rámci diplomové práce byl vykonaný experiment na skutečné mechanické srdeční chlopni a výsledky experimentu byly porovnány s fyziologickými hodnotami. Součástí je tvorba 3D modelu skutečné náhrady chlopně. Model byl následně použit k výpočetní simulaci proudění pomocí Dynamické sítě v programu ANSYS Fluent. Na závěr jsou výsledky experimentální části a numerického výpočtu použity k možným návrhům, které by mohly vést ke zlepšení funkce chlopně., The presented thesis solves a flow through the artificial heart valves. The thesis concerns with a historic development of mechanical heart valves and their basic parameters. It also includes a short research about Dynamic mesh module, which is contained within ANSYS Fluent. An experiment with a real mechanical heart valve was done within the diploma thesis and obtained data were compared with physiological ones. One part of this work was a design of 3D model of real heart valve replacement. The model was used for fluid dynamic computations using the Dynamic mesh of ANSYS Fluent software. In the end are the results of experimental part and numerical solutions used for few suggestions that could improve the function of the artificial heart valve.

Tato diplomová práce se zabývá numerickým modelováním tlakových pulsací v pružných potrubích. V práci je odvozena rovnice kontinuity tekutiny v pružné trubici s uvažováním tlumení v materiálu trubice. Reologický model trubice odpovídá Voigtovu (Kelvinovu) modelu. K řešení dynamických jevů v časovém prostoru jsou použity numerické metody pro řešení proudění stlačitelné tekutiny: FTCS, Lax-Friedrichs a Lax-Wendroff. Numerické výsledky jsou v závěru konfrontovány s experimentem. Při modelování experimentu byla uvažována rychlost zvuku v kapalině jako funkce tlaku. Tato práce pokládá dílčí základy k zjišťování materiálových konstant popisujících dynamické vlastnosti pružných trubic z měření tlakových pulsací., This diploma thesis deals with numerical simulation of pressure pulsations in elastic pipes. Continuity relation of fluid in elastic pipes, when calculating some damping in pipe material, is derived into practice. Rheological model of such a pipe corresponds to Voigt (Kelvin) model. For analysing dynamic effects in time periods are used numerical methods that deal with flow of compressible fluid: FTCS, Lax-Friedrichs and Lax-Wendroff method. The numerical results are confronted with the experiment. During the experiment simulation the method considers speed of sound in liquid like a function of pressure. This diploma thesis lays partial principles for finding elastic constants for describing dynamic characteristics of elastic pipes by measuring the pressure pulsations.

Diplomová práce je složená ze tří částí. První část je literární rešerše, zabývající se objasněním pojmu kavitace, sinice a také nahlíží na současný stav využívání kavitace. Druhá část se zabývá návrhem, sestavením a konstrukčním řešením hydraulického obvodu na říčním člunu. Ve třetí části je experimentální ověření vlivu kavitace na několik druhů sinic obsažených ve vodě. Návrh říčního člunu s hydraulickým obvodem, včetně samotného obvodu a kavitační trubice byly prováděny v programu SolidWorks, výpočty, jejich zpracování a grafy v programu Microsoft Excel., This diploma thesis contains three parts. The first part is a background research which deals with notions such as cavitation and cyanobacteria. It also contains current phase in the use of cavitation. The second part deals with design, composition and constructional solution of hydraulic circuit on the riverboat. The third part deals with experimental certification of the cavitation effect on the cyanobacteria in the water. Design of the riverboat with the hydraulic circuit including the circuit itself and the cavitation tube was created in SolidWorks program, calculations, it’s processing and graphs were created in Microsoft Excel.

Diplomová práce se zabývá studiem proudění dvou nemísitelných kapalin v horizontálním potrubí. První část diplomové práce teoreticky popisuje nemísitelné proudění. Následuje experimentální měření, pro které byla upravena zkušební trať pro nátok oleje shora. Za kapaliny byly vybrány voda a olej z kukuřičných klíčků. Na trati bylo pozorováno několik typů režimu toku. Následně bylo popsáno a provedeno PIV měření na zkušební trati, kde se zjišťovaly velikosti vektorů rychlostí. V poslední části práce proběhla simulace jednoho vybraného režimu v programu Ansys Fluent, kdy bylo využito VOF metody. Tento režim se simuloval jak ve 3D, tak ve 2D potrubí. Zjištěné výsledky se porovnaly s experimentálním měřením a kriticky zhodnotily., This theses deals with flow of two immisible fluid in horizontal pipeline. First part teoretically describes immisible flow. What follows is experimental measurement in wich experimental track was adjusted for inlet of oil from the top. Water and corn germ oil were used as fluids. There were observed many modes of flow on the track. After that PIV was described and measured. PIV was done for measurement of values of velocity vectors. Simulation of one chosen mode was developed in the last chapter. This simulation was done in Ansys Fluent with help of VOF method. Simulation was done both in 3D and 2D pipeline. In the end these simulation were compared with experiment measurement and were critically evaluated.

Bakalářská práce se zabývá tvorbou modelu okrajového problému proudění v obdélníkovém kanále s nesmáčivou stěnou. Text obsahuje přehled teoretických poznatků týkajících se hydrofobie a odvozené modely zohledňující předpoklady vztahující se k expertimentům. Modely jsou srovnány se získanými daty a diskutovány z hlediska fyzikální popisnosti., The bachelor's thesis deals with a mathematical model of a boundary problem of a laminar flow in a rectangular channel with one non-wetting wall. The thesis contains theoretical servey of hydrophobic phenomena and presents mathematical models based on experimentally obtained facts. The models are fitted to experimental data and the physical validity of each model is then discussed.

Cílem této práce je navrhnout konstrukční řešení turbíny s vířivým oběžným kolem. Základem pro návrh je ztrátová charakteristika ventilu. Záměrem je nahrazení klasických hydraulických uzávěrů turbínou s vířivým oběžným kolem. Hydraulické ztráty při škrcení průtoku jsou naopak nahrazeny výrobou elektrické energie při srovnatelných charakteristikách ventilu a turbíny., This thesis deals with proposal of constructional solving turbine with side channel. Basis for the design is lossy characteristics of the valve. The intention is to replace hydraulic closures by turbine with side channel runner. Hydraulic losses in the flow restriction in turn replaced by the electricity generation in the comparable characteristics of valve and turbine.

Obsahem této diplomové práce je studie membránového čerpadla s lineárním pohonem. Jako lineární pohon byl použit lineární motor. Práce je podložena teoretickými výpočty čerpadla a jeho konstrukčními návrhy. Taktéž obsahuje optimalizaci sacího, resp. výtlačného, ventilu pro čerpadlo, vytvořené pomocí programu pro výpočtové modelovaní proudění. Práce je doplněna základním pohledem na různé druhy čerpadel na základě rozdělení na hydrodynamická a hydrostatická čerpadla. Následně je uveden přehled čerpadel užívaných k čerpání krve., The content of this master‘s thesis is a study of diaphragm pump with linear drive. Linear motor was used as the linear drive. Thesis is well – founded by theoretic calculation of pump and its design draft. Likewise, the thesis includes optimalization of suction, or pressure, valve for pump, created by using computer fluid dynamics software. Thesis is complemented by basic view of different types of pumps based on the classification by hydrodynamic and hydrostatic pumps. Subsequently, the preview of blood – flow pumps is presented.

Cílem této práce je seznámit technickou veřejnost obecně s erozivními účinky kavitace a možnosti jejich omezování. Dále je zde uvedeno naopak možné kladné využití kavitačního jevu v různých odvětvích lidského působení., The goal of the submitted thesis is to acquaint the general public with the technical erosive effects of cavitation and the possibility of limiting them. The next part of the thesis states positive usage of cavitation in different sectors of human operation.

Tato diplomová práce se zabývá studií a konstrukcí pístového čerpadla s lineárním motorem, jenž je možno využít v lékařství pro čerpání krve. Teoretická část obsahuje přehled současně používaných náhrad a podpor srdce, stejně jako rozdělení základních prvků systému mimotělního oběhu krve. Je zde proveden i výčet zpětných ventilů sloužících v lékařství při operacích chlopní srdce. V práci jsou odvozeny základní rovnice pro návrh parametrů čerpadla a jejich výpočet je proveden dle konkrétního zadání. Z vypočtených hodnot vychází samotná konstrukce čerpadla a následná výroba modelů technologií 3D tisku. V závěru diplomové práce je provedeno porovnání teoretických výsledků s provedeným experimentem., This thesis deals with study and design of plunger pump with linear motor. This pump can be used for blood pumping in heart surgery. The theoretical part of this thesis is focused on description of extracorporeal circuit, heart boosters and artificial heart. This thesis provides an overview of check valves which are used in heart surgery too. Basic equitations for pump design are derived and calculated in this thesis. The pump design and manufacturing by the 3D technology was made by previous results. Finally, in this thesis are compared theoretical results and experimental data.

Diplomová práce se zabývá optimalizací vířivého čerpadla a axiálním čerpadlem s prstencovými motory, jež jsou navržena jako srdeční náhrady. Je provedena analýza konceptů, které vznikly v přechozích diplomových pracích. Na základě jejich analýzy je vytvořen nový konstrukční a hydraulický návrh vířivého čerpadla, kde jsou použity diskové motory. Vznikla kompaktní sestava dvou čerpadel, jež nahrazují levé a pravé srdce a plní funkci totální srdeční náhrady. Je vytvořen funkční model, na němž jsou odměřeny charakteristiky čerpadla a výsledky porovnány s CFD výpočtem. U axiálního čerpadla jsou doplněny konstrukční požadavky některých dílů a je proveden rozbor proveditelnosti., The master’s thesis deals optimization of regenerative pump and axial pump with ring motors that are designed as a heart replacement. Analysis of the koncepts is performed which were made in previous master’s thesis. There is created a new design of construction and hydraulition with using flat motors based on the analysis. The compact assembly of two impeller was formulated that replaced left and right heart and it served as a function of heart replacement. A functional model of the pump is created, there is measured characteristics of impeller and results are compared with CFD analysis. The design requirements some parts of the axial pump are added and it’s deviced feasibility analysis.