Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Shape optimization of a submerged 2D hydrofoil and improvement of its lift-to-drag ratio using CFDbased mesh morphing-adjoint algorithm

Nazemian Amin, Ghadimi Parviz, Ghadimi Aliakbar

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2022

|

nr 70 (142)

27--40

EN

Hydrofoils are utilized as instruments to improve the hydrodynamic performance of marine equipment. In this paper, the motion of a 2D NACA0012 hydrofoil advancing in water near the free surface was simulated, and a mesh morphing-adjoint based optimizer was used to maximize its lift-to-drag ratio. Ansys-Fluent was used as a CFD solver, and a mesh-morphing tool was used as a geometry reconstruction tool. Furthermore, the Adjoint solver was applied to evaluate the sensitivities of the objective function to all solution variables. Defined control points around the geometry are design variables that move in an appropriate direction through shape sensitivity. The computational results were validated against available experimental data and published numerical findings. Subsequently, different hydrodynamic characteristics of the optimized hydrofoil were compared to those of the original model at different angles of attack of 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, and 6.5°, and optimized shapes were determined. It was observed that the shape of the optimized hydrofoil was totally dependent on the angle of attack, which produced different lift-to-drag ratios. It is also seen that among higher angles of attack at which improvement in the L/D ratio became steady, the drag coefficient was the lowest at 5°. Therefore, it can be concluded that the appropriate angle of attack for a hydrofoil installation on the ship hull is 5°. Further investigation was conducted concerning the evolution of shape optimization, sensitivity analysis, free surface elevation, flow characteristics, and hydrodynamic performance of the hydrofoil at a 5° angle of attack.

2

Computational fluid dynamics and experimental hydrodynamic analysis of a solar AUV

Asadi Asrami Ehsan, Moonesun Mohammad, Azizi Abi Farhad

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2021

|

Vol. 28, no. 1

57--77

EN

In the present study, the effect of free surface on the hydrodynamic forces acting on themotion of an autonomous underwater vehicle (AUV) has been investigated. The AUVis powered by solar energy. Using computational fluid dynamics, the Reynolds averaged Navier Stokes (RANS) equations for the flow around the AUV are solved, and the freesurface effect is simulated using the volume of fluid (VOF) two-phase flow model. Forthis purpose, the commercial code ANSYS FLUENT 18 was used [1]. The results ofthe numerical solution are compared with experimental results of the AUV model in thesurface motion in the towing tank of the Persian Gulf National Laboratory with a scaleof 1:1. The experiment was performed in a fixed draft and the velocity was ranging from 0.2 m/s to 1.4 m/s (according to Reynolds number 2.4 x 105 to 1.7 x 106).

3

Viscoelastic wave finite difference modeling in the presence of topography with adaptive free surface boundary condition

Dong Shu-Li, Chen Jing-Bo, Li Zheng

Acta Geophysica

|

2021

|

Vol. 69, no. 6

2205--2217

EN

An accurate free-surface boundary condition is significant for seismic forward modeling and inversion. The finite-difference method (FDM) is widely used for its simplicity and efficiency. However, unlike the finite-element method (FEM) satisfying naturally the stress-free condition at the free surface, FDM needs additional treatment, particularly in the presence of irregular topography. In the elastic wave finite-difference modeling, the adaptive parameter-modified free-surface boundary condition has the advantages of high accuracy and simple operation. The viscoelastic wave equation can describe the nature of seismic waves more realistically. Based on the staggered-grid FDM, we extend the adaptive free-surface boundary condition to the viscoelastic medium with topography. This approach involves a combination of the average medium theory, vacuum approximation and limit idea. It is realized by modifying the viscoelastic constitutive relation. This method is simple enough, because three types of grid elements and in fact only two kinds of expressions are enough in the presence of topography. We only need to deal with the Lamé parameters and the density at the free surface without reconstructing the existing algorithm. Viscoelastic analysis of different quality factor settings shows the viscous effect. Numerical examples display that the results of the presented method agree well with the reference solutions of spectral-element method both in crest- and trough-like model and in simplified Foothill model with irregular topography. The simulation of original Foothill model demonstrates the feasibility of our method.

4

Numerical and analytical calculations of the free surface flow between two semi-infinite straights

Chedala Fatma Zohra, Amara Abdelkader, Meflah Mabrouk

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2020

|

Vol. 19, nr 4

21--32

EN

The problem of two-dimensional flow with the free surface of the jet in a region between two semi-infinite straights intersections at point O is calculated analytically for each angle Beta and numerically for each of the various values of the Weber number and angle Beta. By assuming that the flow is potential, irrotational and that the fluid is incompressible and inviscid, and by taking account only the surface tension for a numerical method using the series truncation, and without the effect of gravity and surface tension for the analytic method utilize the hodograph transformation. The obtained results confirmed a good agreement between them when the Weber number tends to infinity, and the comparison of these surface shapes is illustrated.

5

Free surface profile and inception point as characteristics of aerated flow over stepped spillway: Numerical study

Bentalha Chakib, Habi Mohamed

Journal of Water and Land Development

|

2019

|

no. 42

42--48

EN

Stepped spillway is hydraulic structure designed to dissipate the excess in kinetic energy at the downstream of dams and can reduce the size of stilling basin at the toe of the spillway or chute. The flow on a stepped spillway is characterised by the large aeration that can prevent or reduce the cavitation damage. The air entrainment starts where the boundary layer attains the free surface of flow; this point is called “point of inception”. Within this work the inception point is determined by using software Ansys Fluent where the volume of fluid (VOF) model is used as a tool to track the free surface thereby the turbulence closure is derived in the k – ε turbulence standard model. This research aims to find new formulas for describe the variation of water depth at step edge and the positions of the inception point, at the same time the contour map of velocity, turbulent kinetic energy and strain rate are presented. The found numerical results agree well with experimental results like the values of computed and measured water depth at the inception point and the numerical and experimental inception point locations. Also, the dimensionless water depth profile obtained by numerical method agrees well with that of measurement. This study confirmed that the Ansys Fluent is a robust software for simulating air entrainment and exploring more characteristics of flow over stepped spillways.

PL

Przelew schodkowy jest budowlą hydrauliczną projektowaną w celu rozpraszania nadmiaru energii kinetycznej i przez to ograniczenia koniecznej głębokości w stanowisku dolnym. Przepływ przez przelew schodkowy charakteryzuje się dużym napowietrzeniem strumienia, co może zapobiec lub zmniejszyć uszkodzenia kawitacyjne powierzchni zlewowej przelewu. Porywanie powietrza rozpoczyna się tam, gdzie turbulentna przydenna warstwa graniczna osiąga swobodną powierzchnię przepływu; ten punkt nazywano „punktem początkowym”. Położenie punktu początkowego w pracy określano na podstawie wyników obliczeń programem Ansys Fluent, wykorzystującym metodę objętości skończonych płynu (VOF) wraz ze standardowym zamknięciem modelu turbulencji k – ε stosowanym w obliczaniu przepływu o swobodnej powierzchni. Celem prowadzonych badań było znalezienie nowych zależności do opisania zmian głębokości wody na stopniu schodka i położenia punktu początkowego. Przedstawiono obliczone rozkłady prędkości, turbulentnej energii kinetycznej i naprężeń. Uzyskane wyniki obliczeń są zgodne z wynikami badań eksperymentalnych.

6

Motion of a particle with stick-slip boundary conditions towards a flat interface: hard wall or free surface

Ekiel-Jeżewska M., Wajnryb E.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2018

|

Vol. 54, iss. 1

203--209

EN

Motion of a particle with stick-slip boundary conditions towards a hard wall or free surface is investigated in the range of Reynolds numbers much smaller than unity, based on the multipole expansion of the Stokes equations. The slip parameter can be interpreted as a measure of a solid particle roughness or as the effect of a surfactant on the motion of a small spherical non-deformable bubble. The particle friction coefficient is evaluated as a function of the distance from its center to the wall, based on the inverse power series expansion, and the results are used to derive explicit lubrication expressions for the friction coefficient, in a wide range of the slip parameters. It is pointed out that for a very small thickness of the fluid film, the lubrication expressions are more accurate than the series expansion. The drainage time is calculated and analyzed, and estimated in terms of explicit lubrication expressions.

7

Zastosowanie metody kratowego równania Boltzmanna do modelowania w metalurgii i inżynierii materiałowej

Svyetlichnyy D., Straka R., Łach Ł.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 4

141--151

PL

W pracy przedstawiono podstawowe wiadomości o metodzie do modelowania matematycznego procesów i zjawisk zawierających przepływ gazu i cieczy nazywanej Lattice Boltzmann Method (LBM - Metoda kratowego równania Boltzmanna). Trzema głównymi kierunkami stosowania LBM w opracowaniach autorów są: przepływ cieczy o swobodnej powierzchni z uwzględnieniem wymiany ciepła i przemiany stanu skupienia; ciągły przepływ cieczy i gazu; przemiany fazowe. W pracy przedstawiono wyniki modelowania oraz zastosowania metody do modelowania procesów przemysłowych i jej wykorzystanie w procesie dydaktycznym. Zwrócono uwagę na przewagi opisywanej metody oraz duże możliwości przyspieszenia obliczeń poprzez ich zrównoleglenie na współczesnych procesorach graficznych (GPU - graphics processing unit) .

EN

The basic information about the Lattice Boltzmann Method (LBM), used for numerical modeling of the processes and phenomena contained fluid flow, is presented in the paper. Three main direction of application of the LBM developed and described by the authors are: fluid flow with free surface, taking into account conductive heat transfer and changes of state of matter; continuous fluid flow; and phase transformations. Results of simulations by LBM as well as its application to industrial processes and for teaching are presented in the paper. Attention is paid to advantages of the method and possibility to accelerate its calculations through their parallelization on modern graphics processing units (GPUs).

8

Curvilinear structural envelops in current architecture

Januszkiewicz K.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2017

|

Vol. 10, no. 1

11--16

EN

The paper is focusing on constructing nonlinear shaping of structural envelope in architecture of the digital avant-garde. Digital technologies create new opportunities by allowing construction of complex forms which until recently were difficult to design and build. The first part of the paper presents a concrete structure combined with a system of spatial structure used in constructing complex geometries envelope of The Heydar Aliyev Cultural Centre in Baku (2013). The second part presents how to build curvilinear surfaces with shot crete technology – The EMP in Seattle (2000), The City of Culture in Santiago de Compostela (2010) and The Museum of the History of Polish Jews in Warsaw (2014) will be presented. This study highlights issues of constructing curvilinear building envelops and shows new relationships between geometry and material which are different than before.

PL

Uwagę koncentruje się na budowaniu krzywoliniowych strukturalnych przekryć w architekturze cyfrowej awangardy. Technologie cyfrowe stworzyły nowe możliwości pozwalając na budowę skomplikowanych form, które do niedawna były trudne do zaprojektowania i zbudowania. Pierwsza część artykułu przedstawia złożoną geometrycznie powłokę Centrum Kultury Heydar Aliyev w Baku (2013), która jest strukturą przestrzenną powiązaną z konstrukcją betonową. W części drugiej przedstawia się jak budować krzywoliniowe powierzchnie przy użyciu technologii “shotcrete” – są to EMP w Seattle (2000), Miasto Kultury w Santiago de Compostela (2010) oraz Muzeum Historii Żydów Polskich w Warszawie (2005). Studia te objaśniają zagadnienia konstruowania krzywoliniowych powłok budowlanych, a także ukazują nowy związek między geometrią a materiałem, który jest inny niż był do tej pory.

9

Determination of a Mass Transfer Area during Metal Melting in a Vacuum Induction Furnace

Golak S., Przylucki R., Barglik J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

287--292

EN

In the paper, a simulation model that allows for determination of the actual surface area of inductively stirred liquid metal and the value of metal near-surface velocity during its melting is presented. Also, the effects of induction furnace working frequency on both parameters are demonstrated. The simulation was performed for copper and liquid steel that were melted in two different induction furnaces. The calculation results were also used for determination of coefficients of copper mass transfer in liquid steel and of antimony mass transfer in liquid copper during their stirring in the discussed furnace.

PL

W pracy przedstawiono model symulacyjny pozwalający na wyznaczenie wartości rzeczywistej powierzchni ciekłego metalu mieszanego indukcyjnie jak i wartości prędkości przypowierzchniowej metalu w trakcie jego topienia Wykazano jednocześnie wpływ częstotliwości roboczej pieca indukcyjnego na obydwie wielkości. Symulacji dokonano dla miedzi i ciekłej stali topionych w dwóch różnych piecach indukcyjnych. Wyniki obliczeń posłużyły także do wyznaczenia wartości współczynników transportu masy miedzi w ciekłej stali i antymonu w ciekłej miedzi w przypadku ich mieszania w omawianym agregacie.

10

Incompressible SPH Model for Simulating Violent Free-Surface Fluid Flows

Staroszczyk R.

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2014

|

Vol. 61, nr 1-2

61--83

EN

In this paper the problem of transient gravitational wave propagation in a viscous incompressible fluid is considered, with a focus on flows with fast-moving free surfaces. The governing equations of the problem are solved by the smoothed particle hydrodynamics method (SPH). In order to impose the incompressibility constraint on the fluid motion, the so-called projection method is applied in which the discrete SPH equations are integrated in time by using a fractional-step technique. Numerical performance of the proposed model has been assessed by comparing its results with experimental data and with results obtained by a standard (weakly compressible) version of the SPH approach. For this purpose, a plane dam-break flow problem is simulated, in order to investigate the formation and propagation of a wave generated by a sudden collapse of a water column initially contained in a rectangular tank, as well as the impact of such a wave on a rigid vertical wall. The results of simulations show the evolution of the free surface of water, the variation of velocity and pressure fields in the fluid, and the time history of pressures exerted by an impacting wave on a wall.

11

Powierzchnia swobodna a materiał. Projektowanie parametryczne w pracowni badawczej studentów WA PP. Węzły i siatki

Szymski A. M.

Archivolta

|

2013

|

nr 3

52--57

PL

Możliwości obliczeniowe komputerów nowej generacji sprawiają, że wzrosło zainteresowanie badaniem właściwości materiałowych z wykorzystaniem nowych narzędzi informatycznych. Chętnie sięga się dziś po narzędzia generatywne od L-Systemów przez roboty komórkowe, algorytmy genetyczne do parametrycznych systemów wieloczynnikowych, aby znajdować nowe pokolenia form i używać komputera do ich rozumienia, testowania i oceny. Eksperymenty z wieloma parametrami przy jednoczesnym działaniu wielu różnych sił formatywnych są nadal nowatorskim (w Polsce dotychczas nie stosowanym) przedsięwzięciem - szczególnie gdy chodzi o ocenę zróżnicowanych kryteriów obejmujących cechy przestrzenne, strukturalne, materiałowe oraz cechy wynikające z użytkowania. Kilka takich eksperymentów dydaktycznych zostało przeprowadzonych na Wydziale Architektury Politechniki Poznańskiej. W nowopowstałej w roku ak. 2012/2013 pracowni badawczo-projektowej "Projektowanie Parametryczne" studenci V roku studiów magisterskich w semestrze letnim poznawali, pod kierunkiem Krystyny Januszkiewicz i asystenturze Mateusza Zwierzyckiego, tajniki projektowania cyfrowego w bezpośredniej relacji z fizycznymi możliwościami materiału.

EN

Experiments with multiple parameters with various formative forces applied at the same time are still a novel project (in Poland it has not yet been used) - especially when it comes to assessing different criteria, including spatial, structural and material characteristics and those resulting from the use. Several such educational experiments were carried out at the Faculty of Architecture at Poznań University of Technology. In the research and project laboratory “Parametric Design”, newly established in the academic year 2012/2013, in the spring semester, under the supervision of Krystyna Januszkiewicz and assisted by Mateusz Zwierzycki, the fourth-year graduate students learned ins and outs of digital design in a direct relationship with the physical possibilities of the material. Two students' works U Knit and Net_wall, are examples of the presented design and research process of an architectural element of a complex geometry. This process meant to determine the relationship between the geometric characteristics of a shape and physical characteristics of the material, as well as to prepare their parametric record and a digital model which in the CAD/CAM system is necessary for the fabrication using CNC robots (similar tasks were carried out in the years 2003-2004 during classes in Architectural Associations in London). The presented works show a new approach to architectural design, today called digital tectonics, which forces directing attention to those construction aspects of the design, which should be converted into the form right at the beginning of the process of creation. This forces an architect, a builder and a contractor to get closer, already at the initial stage of the design. At the same time it implies changes in architectural education and a need to improve the design tools.

12

Powierzchnia swobodna a materiał. Projektowanie parametryczne w pracowni badawczej studentów Wydziału Architektury Politechniki Poznańskiej. Tetrahedron i tensegrity

Szymski A. M.

Archivolta

|

2013

|

nr 4

52--56

PL

Eksperymenty z wieloma parametrami przy jednoczesnym działaniu wielu różnych sił formatywnych są nadal nowatorskim (w Polsce dotychczas nie stosowanym) przedsięwzięciem – szczególnie gdy chodzi o ocenę zróżnicowanych kryteriów obejmujących cechy przestrzenne, strukturalne, materiałowe oraz cechy wynikające z użytkowania. Kilka takich eksperymentów dydaktycznych zostało przeprowadzonych na Wydziale Architektury Politechniki Poznańskiej. W nowopowstałej w roku ak. 2012/2013 pracowni badawczo-projektowej „Projektowanie Parametryczne” studenci IV roku studiów magisterskich w semestrze letnim poznawali, pod kierunkiem Krystyny Januszkiewicz i asystenturze Mateusza Zwierzyckiego, tajniki projektowania cyfrowego w bezpośredniej relacji z fizycznymi możliwościami materiału. Na przykładzie dwóch prac studenckich Tetrahedron Wall oraz Tensegity Wall przedstawia się proces projektowo-badawczy elementu architektonicznego o złożonej geometrii. W procesie tym chodziło o określenie zależności pomiędzy cechami geometrycznymi kształtu, a cechami fizycznymi materiału oraz o sporządzenie ich parametrycznego zapisu i modelu cyfrowego, który w systemie CAD/CAM jest konieczny do wytworzenia (fabrykacji) za pomocą robotów CNC. (Podobne zadania wykonywane były w latach 2003-2004 na zajęciach dydaktycznych w Architectural Associations w Londynie). Przedstawione prace ukazują nowe podejście do projektowania architektonicznego, zwane dziś tektoniką cyfrową, które wymusza skierowanie uwagi na te aspekty budowlane projektu, które powinny się przekładać na formę już na początku procesu twórczego. Wymusza to zbliżenie się architekta, konstruktora oraz wykonawcy już we wstępnej fazie projektu. Jednocześnie implikuje zmiany w edukacji architektonicznej i potrzebę udoskonalenia narzędzi projektowania.

EN

Experiments with multiple parameters with various formative forces applied at the same time are still a novel project (in Poland it has not yet been used) - especially when it comes to assessing different criteria, including spatial, structural and material characteristics and those resulting from the use. Several such educational experiments were carried out at the Faculty of Architecture at Poznań University of Technology. In the research and project laboratory “Parametric Design”, newly established in the academic year 2012/2013, in the spring semester, under the supervision of Krystyna Januszkiewicz and assisted by Mateusz Zwierzycki, the fourth-year graduate students learned ins and outs of digital design in a direct relationship with the physical possibilities of the material. Two students' works Tetrahedron-Wall and Tensegrity Wall, are examples of the presented design and research process of an architectural element of a complex geometry. This process meant to determine the relationship between the geometric characteristics of a shape and physical characteristics of the material, as well as to prepare their parametric record and a digital model which in the CAD/CAM system is necessary for the fabrication using CNC robots (similar tasks were carried out in the years 2003-2004 during classes in Architectural Association in London). The presented works show a new approach to architectural design, today called digital tectonics, which forces directing attention to those construction aspects of the design, which should be converted into the form right at the beginning of the process of creation. This forces an architect, a builder and a contractor to get closer, already at the initial stage of the design. At the same time it implies changes in architectural education and a need to improve the design tools.

13

Usuwanie składowej losowej z danych otrzymywanych w pomiarach współrzędnościowych powierzchni swobodnych

Poniatowska M.

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 2

128-130

PL

W wyniku pomiarów współrzędnościowych powierzchni swobodnych otrzymuje się dane o charakterze przestrzennym. Odchyłki zdeterminowane są przestrzennie skorelowane, brak autokorelacji przestrzennej oznacza losowość odchyłek. Odmienna natura odchyłek geometrycznych jest w opisanej metodyce podstawą usuwania składowej losowej z danych pomiarowych.

EN

Presented is a method of modeling a surface representing determined deviations, which requires that the random component should be rejected. Used in this work were regression analysis, interactive procedure, NURBS modeling and three dimensional statistical analysis.

14

Automatyzacja procesu wygładzania wielkogabarytowych powierzchni swobodnych

Musiał W, Plichta R

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 8-9CD (NSOŚ)

369—374

15

Próba weryfikacji metody doboru parametrów digitalizacji powierzchni swobodnej dla celów inżynierii odwrotnej w systemie Catia V5

Hylewski D.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją

|

2011

|

Nr 16

33-52

PL

Niniejszy artykuł przedstawia próbę weryfikacji metody, której zadaniem ma być umożliwienie oszacowania wartości błędu, jaki powstanie w wyniku odtworzenia powierzchni swobodnej z „chmury punktów", składającej się - w zależności od parametrów digitalizacji z różnej liczby punktów. Wszystkie działania związane z weryfikacją metody zostaną przeprowadzone w sposób modelowy w systemie CATIA V5. Generowanie „chmury punktów" - etap digitalizacji będzie przeprowadzony analogicznie ze strategią digitalizacji powierzchni swobodnych oferowaną przez oprogramowanie pomiarowe PowerINSPECT 4.16 używanej na współrzędnościowej maszynie pomiarowej w Katedrze Budowy Maszyn.

EN

The paper present attempt to verify the metod, chich goal will be to allow estimation about accuracy of reconstruction free form surface from point cloud. Point cloud which is used can consist of different numbers of points, depending on parameters of digitization (step and distance between lines of probing). In assumption the method consist of four stages: 1) preliminary measurement, 2) data analysis, which gives information about parameters of digitization, predicted deviation for these parameters, 3) digitization for selected parameters, 4) reconstruction of the free form surface. All activitiesrelated to verification of the method will be implemented in CATIA V5. Point clouds in a digitization stage will be generated similarly to the strategy offered by the PowerlNSPECT 4.16 measuring software. Positive verification of the method of parameters selection for digitization free form surfaces will enable make further investigation with measurement carried out on the coordinate measuring machine.

16

Weryfikacja metody doboru parametrów digitalizacji powierzchni swobodnych dla celów inżynierii odwrotnej w warunkach rzeczywistego pomiaru na współrzędnościowej maszynie pomiarowej

Hylewski D.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2011

|

nr 2

59-75

PL

Niniejszy artykuł przedstawia weryfikację metody doboru parametrów digitalizacji powierzchni swobodnych opisanej w [1] w warunkach rzeczywistego pomiaru na współrzędnościowej maszynie pomiarowej.

EN

Results obtained in [1] show that proposed method can be used for accuracy prediction of reconstruction free form surface. This paper presents verification of this method in of real measurement conditions on coordinate measuring machines. Possibility of adaptation the method to real measurement conditions and the results obtained in this conditions were described.

17

Model of convective heat transfer in keyhole mode laser welding

Siwek A., Rońda J., Banaś K.

Computer Methods in Materials Science

|

2011

|

Vol. 11, No. 1

179-184

EN

Article applies a model of welding with high-power laser beam. As a result of heating the material in the area of a laser beam creates a narrow and deep keyhole. Welding in such conditions favors the formation of pores in the weld. In the presented model takes into account double curvature of the keyhole. Surface tension acting on the convex and concave part of the liquid surface, accordingly seeks to opening and closing keyhole. Intense evaporation in the area of a laser beam causes appearance of recoil force whose value increases with the surface temperature of liquid steel. It was found the temperature limit, above which the recoil is greater than the force originating from the surface tension. In such welding conditions, keyhole is deeper. Presented two-dimensional model of the process take into account the dependence of thermophysical material properties and characteristics of the laser beam. It was found a little influence of the sulfur content on the weld pool shape. The keyhole formed during the welding becomes asymmetric. The rear part of the keyhole moves away from the front and faults appear on the solid-liquid border. As the keyhole becomes deeper faults are becoming more numerous.

PL

Artykuł dotyczy modelu spawania stali wiązką laserową o dużej mocy. W wyniku nagrzania materiału, w obszarze działania wiązki lasera tworzy się wąski i głęboki kanał parowy. Spawanie w takich warunkach sprzyja tworzeniu się w spoinie porów. W prezentowanym modelu uwzględniono podwójną krzywiznę kanału parowego. Napięcie powierzchniowe działające na część wypukłą i wklęsłą powierzchni cieczy, dąży odpowiednio do zamknięcia i otwarcia kanału parowego. Intensywne parowanie w obszarze działania wiązki laserowej powoduje powstanie siły odrzutu, której wartość wzrasta z temperaturą powierzchni ciekłej stali. Stwierdzono graniczną temperaturę, powyżej której siła odrzutu jest większa od siły pochodzącej od napięcia powierzchniowego. Przy takich warunkach spawania, kanał parowy staje się coraz głębszy. Zaproponowany w pracy dwuwymiarowy model procesu uwzględnia zależność własności termofizycznych spawanego materiału i charakterystykę wiązki laserowej. W prezentowanym modelu stwierdzono niewielki wpływ zawartości siarki na kształt jeziorka spawalniczego. Kształt tworzącego się w czasie spawania kanału parowego, staje się coraz bardziej asymetryczny. Tylna część kanału parowego odsuwa się od przedniej i tworzą się na niej uskoki. W miarę pogłębiania kanału parowego uskoki stają się coraz liczniejsze.

18

Aircraft ditching: a free surface/free motion problem

Streckwall H., Lindenau O., Bensch L.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2007

|

Vol. 7, no 3

177-190

EN

Within a national research project on aircraft dynamic loads and resultant structural response the task was given to investigate aircraft emergency landings on water, generally called "ditching". The work was initiated and funded by Airbus Industries. As controlled experiments for such events are costly and difficult to extrapolate to full-seale, the study at HSVA was completely based on computer simulations. The commercial RANS solver "Comet" was used to determine the path of the aircraft fuselage from initial conditions in air given at t = O. After being released in air, the aircraft fuselage was free to react on the forces and moments developing at the free surface. In order to simplify the approach the hydrodynamic forces were derived in all details by the RANS simulation while the aerodynamic forecs and moments were approximated. Simultaneously, the simulations were performed at the TUHH using the program "Ditch", based on an extension of the "momentum method" developed by von Karman and Wagner. The results are presented in this paper for generic fuselage shapes called A-, D- and J-Body in terms of motion historics and section forces.

PL

W ramach krajowego projektu badawczego dotyczącego dynamicznych obciążeń samolotu i reakcji konstrukcji na obciążenia, jednym z zadań było zbadanie przymusowego wodowania samolotu, manewru określanego terminem "ditching" w języku angielskim. Projekt był zapoczątkowany i finansowany przez Airbus Industries. Ponieważ całkowicie kontrolowane doświadczalne badania modelowe takiego manewru są kosztowne i występują trudności z ekstrapolacją wyników do skali samolotu, w HSV A zostały przeprowadzone badania oparte całkowicie na symulacjach komputerowych. Do wyznaczania toru ruchu kadłuba samolotu, począwszy od położenia początkowego w powietrzu w chwili t = O, zastosowany został komercyjny program komputerowy rozwiązujący uśrednione równania Naviera-Stokesa "Comet". Od chwili początkowej kadłub miał pełną swobodę ruchu w wyniku reakcji na siły i momenty działające w pobliżu swobodnej powierzchni wody. W celu uproszczenia zagadnienia siły hydrodynamiczne były obliczane dokładnie na drodze rozwiązania równań uśrednionych równań N-S, podczas gdy siły i momenty aerodynamiczne były aproksymowane. Równocześnie symulacje były wykonywane w TUHH przy użyciu programu "Ditch" opracowanego w oparciu o rozszerzoną "metodę pędu" von Karmana i Webera. W referacie zostały przedstawione wyniki dla konwencjonalnych kształtów kadłuba oznaczonych jako A-, D- i J-Body, w postaci trajektorii ruchu i sił działających na przekroje.

19

Numerical evaluation of the wave pattern for fast ships with taking into account the dynamic trim and sinkage

Kraskowski M.

Polish Maritime Research

|

2006

|

nr 3

8-16

EN

This paper presents results of the numerical evaluation of the fast container ship's wave pattern, based on the RANSE (Reynolds-Averaged Navier Stokes Equations) method with dynamic trim and sinkage taken into account. Evaluating the ship's running attitude is based on coupling the flow solver with solving the motion equations for the ship hull. The results are presented for four speed values and contain: ship's running attitude (defined by changes of ship draught and trim angle), wave contours and wave profiles in chosen planes. The computed ship's running attitude and wave profiles are compared with the experimental results.

20

Analiza powierzchni swobodnej filmu cieczy o złożonych właściwościach reologicznych

Broniarz-Press L., Dulska D.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2006

|

Nr 6s

22-24

EN

The studies presented were focused on the effect of polymers and surfactants additives on changes in the free surface of liquid falling film. The suppression of surface waves and the decrease of the mean film thickness have been observed. Total decay of waves on the free surface in surfactant solutions can be explained by flow laminarization and by the formation of internal shear-induced structures.