Áramláshoz kapcsolt diszkrét elem módszer és a CFDEM szoftver megismerése

Konzulens: Dr. Kristóf Gergely, egyetemi docens, kristof@ara.bme.hu

A kutatás célja nagy sűrűségű, fluidizált állapotú szemcsehalmazok mozgásának tanulmányozása, melyekben a szemcsék ütközése jelentősen befolyásolja a kétfázisú áramlás jellemzőit, ennek kapcsán az egymással összekapcsolt, nyitott forráskódú áramlástani megoldót és diszkrét elem megoldót tartalmazó CFDEM rendszer megismerése, a szolver gyakorlati alkalmazása kőzetmodellek létrehozására és ülepedési folyamat szimulációjára.

Különböző módszerek megbízhatóságának vizsgálata aerodinamika területén

Konzulens: Nagy László, tanársegéd, nagy@ara.bme.hu

A kutatás célja egy zárt szárnyű repülőgép aerodinamika karakterisztikák meghatározása különböző numerikus módszerekkel (VLM, RANS,DES,LES). Méréssel validálni a szimulációkat majd azok pontosságának meghatározása. Illetve az eredmények összevetése normál repülőgépekkel, a koncepció életképességének vizsgálata.

Nyilazott szárny numerikus vizsgálata

Konzulens: Nagy László, tudományos segédmunkatárs, nagy@ara.bme.hu

A feladat egy nyilazott szárny numerikus hálójának készítése és tesztelése.

Az alapmodell egy 0°-os nyilazási szöggel rendelkező szárnyprofil numerikus hálója volt. Ezt lehet felhasználni egy 22,5°-os nyilazási szöggel beállított, háromdimenziós modell elkészítéséhez. A numerikus hálót ellenőrizni kell többek között a negatív térfogatok, torzultság és a cellaméret ugrások szempontjából. Majd adott elhanyagolások és kritérium mellett el lehet végezni a profil numerikus szimulációját is. A választott eszköz OpenFOAM.

Hőátadási jellemzők vizsgálata újszerű forgódugattyús hőerőgépben

Konzulens: Dr. Szente Viktor, adjunktus, szente@ara.bme.hu

A hőszivattyúk külső munka befektetésével hidegebb helyről melegebb helyre képesek a hőenergiát eljuttatni. A Tanszéken jelenleg egy újszerű kialakítású hőszivattyú CFD vizsgálata folyik, melynek eredményeit mérésekkel validáljuk. A CFD modell egyik lehetséges továbbfejlesztési útja a különféle hőátadási jellemzők (hővezetés, hőáramlás, hősugárzás) integrálása a modellbe. A feladatban ezen jellemzőket szükséges meghatározni, melyhez rendelkezésre állnak korábbi számítási és mérési eredmények. Ugyanakkor várhatóan szükséges lesz alapvető áramlás- és hőtechnikai megfontolások, valamint a szakirodalmi ajánlások alkalmazása is. A feladat célja az, hogy a fejlesztett CFD modell nagyobb pontossággal képes legyen visszaadni a mérési eredményeket, s így pontosabb képet adhasson a berendezés belsejében lejátszódó áramlás- és hőtechnikai folyamatokról.

Szélturbina terelőelemek vizsgálata

Konzulens: Dr. Szente Viktor, adjunktus, szente@ara.bme.hu

A megújuló energia alkalmazása napjainkban egyre fontosabb. Az elterjedt szélturbina-típusok mellett azonban számtalan egyéb megoldás is született. Ezek között számos olyan típus is található, amely az elterjedt típusok hatékonyságát igyekszik javítani különféle terelőelemekkel. Sajnos sok esetben a gyártó által reklámozott adatok megbízhatósága legalábbis megkérdőjelezhető. A feladatban fel kell kutatni ezeket a hagyományostól eltérő, ill. különféle kiegészítő elemekkel ellátott szélturbina típusokat, és összehasonlítani a hagyományosokkal. Ehhez célszerű a gyártó által megadott adatokból kiindulni, majd a kapott eredményeket alapos elemzésnek alávetni. Bizonyos esetekben alapvető áramlástani megfontolások alkalmazása is elegendőnek bizonyulhat, máskor CFD vizsgálatok, esetleg mérések elvégzése is szükségessé válhat. A cél az, hogy egységes és átfogó képet kaphassunk arról, hogy a különféle kialakítások milyen hatékonysággal képesek a szél energiájának kiaknázására.

Automata csapadékmérő állomás fejlesztése

Konzulens: Dr. Istók Balázs, adjunktus, istok@ara.bme.hu

Laboratóriumi műszerfejlesztés, majd terepi mérések. Települések csapadékvíz-elvezető rendszerének a terhelését adó csapadékvíz területi megoszlására kevés mérési adat áll rendelkezésünkre. A cél egy olcsó, de pontos csapadékíró fejlesztése, amely több hétre magára hagyható egy területen és megbízhatóan rögzíti az adatokat. A műszer meg kell építeni majd kalibrálni kell. A helyes működés esetén több műszert kell építeni és csapadékok területi eloszlását vizsgálni, valamint a méréseket időjárás radarral kell összevetni.

Lineáris áramlások a Rapid Distortion¬¬ határátmenetben: a Kelvin - Townsend egyenletek dinamikai vizsgálata

Konzulens: Dr. Kalmár-Nagy Tamás, adjunktus, kalmarnagy@ara.bme.hu

A Kelvin - Townsend egyenletek a Navier - Stokes egyenletek analógjai Fourier térben a Rapid Distortion átmenetben. A cél az, hogy a homogén nyíró hullámokban előforduló bifurkációkat osztályozzuk és megmagyarázzuk. A rendszer rezgéseit és a stabilitási átmenetetet Floquet elmélettel vizsgáljuk.

Turbulencia mechanisztikus modellezése

Konzulens: Dr. Kalmár-Nagy Tamás, adjunktus, kalmarnagy@ara.bme.hu

A turbulencia mechanisztikus modellezésének alapötlete, hogy azt egy olyan tömeg-rugó-lengéscsillapító rendszerrel írjuk le, amely nemcsak visszaadja a jól ismert energiaátmenetet (energia kaszkád) a különböző skálák között, hanem rugalmasságot is biztosít olyan más jelenségek beépítésére, mint például a nemlokális kölcsönhatások. Kidolgozunk és elemzünk egy ilyen modellt.

Egy 2-szabadságfokú szakaszonként lineáris aeroelasztikus rendszer nemlineáris elemzése

Konzulens: Dr. Kalmár-Nagy Tamás, adjunktus, kalmarnagy@ara.bme.hu

Tanulmányozza a 2-szabadságfokú aeroelasztikus rendszert, ahol az aerodinamikai erők szakaszonként lineárisnak tekinthetők. Elemezze a rendszer stabilitását és bifurkácóit. Készítsen bifurkációs diagramokat. Használja fel kezdeti feltételek terének megfelelő felbontását a dinamika jobb megértése.

Szárnyrezgések vizsgálata/szabályozása

Konzulens: Dr. Kalmár-Nagy Tamás, adjunktus, kalmarnagy@ara.bme.hu

Határciklusos oszcillációk repülőgépnél nem kívánatos rezgések. Ezek az önfenntartó rezgések általában a nemlineáris folyadék-szerkezet kölcsönhatások jönnek létre. Tervezzen és elemezzen olyan passzív nemlineáris szabályzót, amely kiküszöböli-csökkenti ezen rezgéseket, vagy legalább a szubkritikus instabilitást szuperkritikusra változtatja.

Coherent structures in turbulent flows/Proper Orthogonal Decomposition for hyperbolic equations (magyarul is)

Konzulens: Dr. Kalmár-Nagy Tamás, adjunktus, kalmarnagy@ara.bme.hu

We are interested in characterizing structures in turbulent flows by various methods. We also want to find structures that capture most of the energy in the flow and try to reconstruct the original solution.

Flow in porous medium (magyarul is)

Konzulens: Dr. Kalmár-Nagy Tamás, adjunktus, kalmarnagy@ara.bme.hu

Flow in porous media is an challenging scientific problem with many interesting applications. Our goal is to examine the relationship between porosity and permeability for various structures and their connection for percolation theory.