Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simulations of Heat Transfer through Multilayer Protective Clothing Exposed to Flame

Puszkarz Adam K., Machnowski Waldemar

Autex Research Journal

|

2022

|

Vol. 22, no. 3

298--304

EN

In this paper, the safety and thermal comfort of protective clothing used by firefighters was analyzed. Three-dimensional geometry and morphology models of real multilayer assemblies used in thermal protective clothing were mapped by selected Computer-Aided Design (CAD) software. In the designed assembly models, different scales of the resolution were used for the particular layers – a homogenization for nonwoven fabrics model and designing the geometry of the individual yarns in the model of woven fabrics. Then, the finite volume method to simulate heat transfer through the assemblies caused by their exposure to the flame was applied. Finally, the simulation results with experimental measurements conducted according to the EN ISO 9151 were compared. Based on both the experimental and simulation results, parameters describing the tested clothing protective features directly affecting the firefighter’s safety were determined. As a result of the experiment and simulations, comparable values of these parameters were determined, which could show that used methods are an efficient tool in studying the thermal properties of multilayer protective clothing.

2

Numerical investigation on the effects of obstruction and side ratio on non-Newtonian fluid flow behavior around a rectangular barrier

Noferesti Sara, Ghassemi Hassan, Nowruzi Hashem

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2019

|

Vol. 18, nr 1

53--67

EN

In this paper, the characteristics of the flow and forced heat transfer of power law non-Newtonian fluids that flow around a quadrilateral and rectangular cylinder that are located in a 2D channel are investigated by use of the finite volume method (FVM) in a steady state flow regime. To this accomplishment, in the constant temperature, the effects of a different obstruction ratio, aspect ratio and Reynolds number are investigated. The Reynolds number in the range 5 ≤ Re ≤ 40, the power index in the range 0.5 ≤ n ≤ 1.4, the aspect ratio in the range 0.5 ≤ a ≤ 2, and the obstruction ratio in the range 0.125 ≤ b ≤ 0.5 were selected. By surveying the drag coefficient profiles, it’s concluded that as the obstruction ratio increases, the drag coefficient is increased, while an increase in the Reynolds number causes the lower drag coefficient. In addition, the drag coefficient is strongly increased by aspect ratio enhancements.

3

Numerical solutions of a steady 2-D incompressible flow in a rectangular domain with wall slip boundary conditions using the finite volume method

Ambethkar V., Srivastava M. K.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2017

|

Vol. 16, nr 2

5--16

EN

In this study, a finite volume method (FVM) is suitably used for solving the problem of a fully coupled fluid flow in a rectangular domain with slip boundary conditions. Numerical solutions for the flow variables, viz. velocity, and pressure have been computed. The FVM, with an upwind scheme, has been implemented to discretize the governing equations of the present problem. The well known SIMPLE algorithm is employed for pressure-velocity coupling. This was executed with the aid of a computer program developed and run in a C-compiler. Computations have been performed for unknown variables with Reynolds numbers (Re) = 50, 100, 250, 500, 750 and 1000. The behavior of steady-state solutions of velocity and pressure of the fluid along horizontal and vertical through geometric center of the rectangular domain have been illustrated. We observed that, with the increase of the Reynolds number, the absolute value of velocity components decreases whereas the pressure value increases.

4

Komputerowa symulacja wpływu likwidacji chodników przyścianowych na rozkład metanu w rejonie ściany i zrobów

Dziurzyński W., Janus J., Pałka T.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 5

7--16

PL

Wykazano, że sposób likwidacji chodników przyścianowych ma wpływ na zmianę parametrów przepływu powietrza i metanu w rejonie ściany. Modelowanie procesu migracji mieszaniny powietrza i metanu pozwala na wykonanie symulacji numerycznych celem określenia rozkładu stężenia metanu w zrobach oraz, co istotne, jego migracji do sąsiadujących zrobów przed i po wykonaniu prac likwidacji chodników przyścianowych. W tym celu przeprowadzono wielowariantowe symulacje numeryczne z wykorzystaniem specjalistycznego programu VentZroby na modelu numerycznym wybranego rejonu eksploatacji systemem ścianowym w kopalni polskiej. Podczas symulacji uwzględniono sposób likwidacji chodników przyścianowych, jak i zmianę kierunku przewietrzania rozważanego rejonu ściany i zrobów. Analiza porównawcza wykazała istotny wpływ sposobu likwidacji chodnika przyścianowego na rozkład stężenia metanu w zrobach oraz migracji metanu do zrobów sąsiadujących zlikwidowanych ścian. Uzyskano również zauważalną różnicę wartości stężeń metanu w chodnikach wzdłuż calizny węglowej, w których prowadzona jest eksploatacja. W podsumowaniu stwierdzono, że mimo odsunięcia się strefy podwyższonych stężeń metanu od frontu ściany, zaleca się prowadzić rabowanie obudowy lub podsadzanie chodników przyścianowych.

EN

It was shown that the method of roadway liquidation causes change in the parameters of methane and air flow in the longwall area. Modeling of the process of air-methane mixture migration allows to perform numerical simulations to determine the methane concentration distribution in gobs and its migration to the adjacent gobs before and after work on the liquidation of roadways. To do this, multivariant numerical simulations with the use of the advanced software VentZroby were performed. Numerical models of selected exploitation areas with longwall system in a Polish coalmine were analyzed. During the simulation the method of roadway liquidation as well as the change of ventilation direction of the considered area of longwall and gobs were taken into account. Comparative analysis showed that the method of roadway liquidation affects greatly the methane concentration distribution in gobs and methane migration to the adjacent gobs of the abandoned walls. A significant value difference of methane concentration in roadways along the body of coal where the exploitation takes place was discovered. The summary shows that despite the retraction of the methane increased concentration zone from the wall face, it is recommended to withdrawing or backfilling.

5

Steam pipeline optimum heating

Taler J., Lubecki S., Sobota T.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2010

|

z. 64

117-118

EN

Power units start-ups involve heating processes of steam pipelines. Steam temperature variation rate is of great importance not only because of pipe wall thermal stresses, but also because of stresses in fittings installed on the pipeline, which are expensive[1,2]. A method for determining time-optimum medium temperature changes is presented. The heating of the pressure elements will be conducted in such a way, that the thermal circumferential stresses at the inner surface of the pipe at the given distance from the pipeline inlet do not exceed the allowable values.

PL

Pola temperatur w czynniku grzewczym oraz w ściance rurociągu zostały wyznaczone przy użyciu metody objętości skończonej. Zmienna w czasie odpowiedź czynnika i ścianki rurociągu oraz naprężenia cieplne na powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej rurociągu zostały obliczone za pomocą metody numerycznej przy skokowej zmianie temperatury czynnika na wlocie do rurociągu. Optymalne zmiany temperatury czynnika na wlocie do rurociągu w trakcie procesu nagrzewania wyznaczono przy użyciu całki Duhamela.

6

Weryfikacja procedur programu VentZroby w oparciu o numeryczną mechanikę płynów

Dziurzyński W., Krawczyk J., Pałka T.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2010

|

Vol. 12, no. 1-4

101--113

PL

Przeprowadzono obliczenia porównawcze dla rejonu ściany wraz z przyległym obszarem zrobów. Porównywano model numeryczny stosowany w programie VentZroby z trójwymiarowym opisem metodą objętości skończonej. Program VentZroby jest rozszerzeniem jednowymiarowego modelu przepływu w wyrobiskach kopalnianej sieci wentylacyjnej. Rozszerzenie to obejmuje obszar zrobów zastąpiony przez sieć prostopadłych bocznic reprezentujących liniową filtrację w płaszczyźnie wybranego pokładu. W ten sposób ten sam model numeryczny sieci bocznic może opisywać zarówno turbulentny przepływ w wyrobiskach chodnikowych jak i liniową filtrację z zrobach. Porównanie z inną metodą numeryczną posłużyło zarówno do weryfikacji poprawności metody jak i pokazania jej ograniczeń, wynikających z przyjętych uproszczeń. Do porównania wybrano metodę objętości skończonej zaimplementowaną w oprogramowaniu ANSYS – Fluent. Odpowiednio do założeń modelu programu VentZroby, obszar obliczeniowy stanowił bardzo uproszczoną, trójwymiarową reprezentację rejonu ściany, w której chodnikom i zrobom odpowiadają prostopadłościany. Pominięto wpływ urządzeń w ścianie. Zroby miały jednorodną i izotropową porowatość. Prowadzono obliczenia dla przepływu czystego powietrza. Analiza porównawcza wykazała istotny wpływ lokalnych zaburzeń przepływu w otoczeniu naroży ściany na rozkłady ciśnień i prędkości w przyległych rejonach zrobów. Dla weryfikacji programu VentZroby zmodyfikowano model trójwymiarowy, tak by zaburzenia te w nim nie występowały. Osiągnięto zadowalającą zgodność wyników, wskazującą na poprawność weryfikowanego modelu. Dla programu VentZroby zaproponowano metodę lepszej reprezentacji wpływu lokalnych zaburzeń przepływu na rozkład ciśnień i prędkości w obszarze zrobów poprzez korektę oporów odcinków chodników ściany w otoczeniu naroży. Wyniki zilustrowano wykresami rozkładów ciśnień i prędkości.

EN

Comparison studies were performed for the face region with the abutting goaf. The numerical model applied in the program VentZroby is compared with a 3D description by the finite volume method. The program VentZroby is an extension of a 1D model of gas flow in a ventilation network in a mine, incorporating the goaf region replaced by the network of perpendicular branches, representing linear filtration in the plane determined by the given coalbed. Thus, the same numerical model of branches can be both used to handle turbulent flows in mine headings as well as linear filtration processes in the goafs. Comparison with another numerical method is made to verify the adequacy of the method and to reveal its limitations, resulting from the simplifying assumptions. The Finite volume method is chosen for comparison, implemented in the ANSYS software. In accordance with the assumptions underlying VentZroby, the target area was a simplified 3D representation of the face region and mine headings and goaf are repented by parallelograms. The impacts of the face equipment is neglected. Porosity of goaf is assumed to homogeneous and isotropic. Calculations were performed for the flow of clean air. The comparative analysis revealed the major influence of local flow disturbances in the vicinity of face corners on pressure and velocity distributions in the abutting goaf regions. To verify the program VentZroby, a 3D model was modified such that those flow disturbances should not occur. The results agree sufficiently well, evidencing the adequacy of the model being verified. To better represent the impacts of local flow disturbances on pressure and velocity distributions in the goaf regions a method is suggested whereby the flow resistances of the face sections in the corner areas should be corrected accordingly. The results are completed with pressure and velocity distribution plots.

7

Prezentacja wybranych trójwymiarowych modeli numerycznych migracji metanu w rejonie ściany przydatnych do weryfikacji programu VentZroby

Krawczyk J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2009

|

Vol. 11, no. 1-4

113--122

PL

Rejon ściany wydobywczej wraz z przyległymi zrobami jest obiektem o bardzo złożonej strukturze. Złożoność ta sprawia, że do modelowania komputerowego przepływu powietrza kopalnianego i migracji metanu w tym obszarze są stosowane uproszczone modele. W wyrobiskach chodnikowych często korzysta się z przybliżenia jednowymiarowego przepływu. Dla obszaru zrobów podobny stopień uproszczeń zapewnia dwuwymiarowy opis. Ta metoda reprezentacji wyrobisk została z powodzeniem użyta w programie VentZroby. Niniejszy artykuł prezentuje wstępny etap prac nad weryfikacją i walidacją programu VentZroby poprzez porównanie z dokładniejszym, trójwymiarowym opisem. Dokonano w nim przeglądu metod dwu i trójwymiarowej reprezentacji wyrobisk chodnikowych i obszaru zrobów. Dwuwymiarowa symulacja metodą objętości skończonej może zostać wprost użyta do weryfikacji modelu zrobów, w którym obszar ten reprezentuje siatka bocznic. Dla trójwymiarowego opisu rozpatrywano dwa warianty, różniące się zakresem reprezentacji zrobów. W prostszym układ porowatych przegród i pomocniczych objętości miał służyć jedynie do zadania warunków brzegowych na dopływ metanu do wyrobisk chodnikowych. W pełniejszej wersji uwzględniono filtracyjny przepływ w prostopadłościennym obszarze o wymiarach odpowiadających rzeczywistym zrobom. Przedstawione obszary obliczeniowe mogą być wykorzystane do komputerowych symulacji przepływów powietrza kopalnianego i metanu w rejonie ściany.

EN

The face area with the adjoining goafs displays a structural complexity and that is why computer modelling of air flow in the mine and methane migration in this area has to resort to simplified models. Road headings are frequently represented by simple 1D models, in the case of goaf a 2D model is typically chosen. Such representation is made use of in the software VentZroby. This study summarises the early stage of its verification and validation efforts through the comparison with a more accurate 3D description. The study provides a summary of methods of 1D and 2D representation of road headings and goaf areas. 2D simulation by the finite volume method can be directly applied in verification of goaf models wherein this area is represented by the grid of 1D flow branches. Two variants of 3D representation are considered, differing in the complexity of the goaf model. In the simpler model, the system of porous partitions and equivalent volumes is used only for setting the boundary conditions during the methane inflow to the longwall and gates. In the fuller version, the seepage flow is considered in a cuboidal volume whose dimensions are identical with those of real goaf. Thus formulated domains might be used in computer simulations of mine air and methane flow in the longwall region.

8

Investigation of WENO schemes for 3D unstructured grids

Wieteska R., Majewski J., Rokicki J.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

2007

|

Vol. 14, No. 3

457-470

EN

This paper paper discusses accuracy of WENO reconstruction used for unstructured grids and applied to two common discretization approaches within Finite Volume Method (FVM). They are Cell Centered and Vertex Centered methods. The numerical results are shown for 3D supersonic flow in a channel and for ONERA M6 wing. The comparison of computational performance of both methods is included.

9

Example of flow of air in inlet track of combustion's engine

Tkaczyk M., Zabłocki W.

Journal of KONES

|

2005

|

Vol. 12, No. 3-4

299-306

PL

W pracy omówiono podstawy teoretyczne metody elementów skończonych oraz metody objętości skończonej, zaprezentowano wyniki z symulacji przepływu powietrza w trakcie dolotowym silnika spalinowego przeprowadzonej dwoma komercyjnymi programami numerycznymi, bazującymi na wymienionych metodach.

EN

In work bases of theoretical finite elements method and finite volume method were talked over. Results were presented from simulation of flow of air in inlet track of combustion’s engine. Calculations two commercial numeric programmes were moved, base on exchanged methods.