338-0539/01 – Modeling and Simulation of Fluid Mechanisms (MoSi)

Students will learn methods of electro-hydraulic analogy, circuits RLC. Their task will be to design hydraulic circuits, to solve them using numerical methods Matlab-Simulink and SimHydraulics. They will analyze the results, evaluate the accuracy by comparison the theory and experiment or possibly reconstruct the districts for better solutions.

Elektrohydraulická analogie, hydraulický odpor proti pohybu, zrychlení a deformaci Numerické řešení obvodů RLC, použití programů Matlab-Simulink Aplikace Laplaceovy transformace na řešení obvodů RLC, přenosy, stabilita Řešení sloupce kapaliny modelem se soustředěnými parametry (T a PI článek), modelem se spojitě rozloženými parametry Experimentální vyšetřování dynamiky hydraulického obvodu, přechodových charakteristik a porovnání s matematickými modely Matematický model akumulátoru, hydrogenerátoru rotačního, hydromotoru rotačního a přímočarého, rozvadeče, ventilu Řazení odporů do obvodů, zákon o okruzích a uzlech, dynamika odporových sítí, řešení pomocí Matlab-SimHydraulics

MILLER, D.S. Internal Flow Systems. BHRA (Information Servis). 1990. ISBN 0-947711-77-5.

DOPORUČENÍ STUDENTŮM : Zopakovat si potřebné poznatky z matematiky, dynamiky, mechaniky tekutin, výpočetní techniky, programování. Datum, hodina, místo konání ústní zkoušky je třeba dohodnout se zkoušejícím. Podmínkou pro zápis ke zkoušce je získání zápočtu ze cvičení. Podmínkou pro zápočet je odevzdání všech 3 programů, za něž je možno získat max. 10, 10, 15 bodů, celkem maximálně 35 bodů. Pro zápočet je nutno získat více jak 24 bodů. Zkouška je ústní a skládá se z testu zodpovězení 2 otázek. Za test lze získat maximálně 30 bodů, za první otázku 20 bodů a za druhou otázku 15 bodů.. HODNOCENÍ : získané body známka 86-100 výborně 66- 85 velmi dobře 51- 65 dobře 0- 50 nevyhověl OTÁZKY Z PŘEDMĚTU 1. Teorie modelování, elektrohydraulická analogie, definice R, L, C odporů, řazení odporů 2. Programy pro řešení hydraulických obvodů 3. Odpor proti pohybu, linearizace, výpočet tlakového spádu 4. Statická charakteristika s uvažováním gravitace řešená v SimHydraulics 5. Výpočet rozvětvené a okružované sítě 6. Odpor proti zrychlení, hydraulická indukčnost 7. Odpor proti deformaci, hydraulická kapacita, 8. Obsah vzduchu v kapalině a jeho vliv na modul pružnosti kapaliny 9. Výpočet charakteristických veličin hydraulických odporů potrubí, linearizace odporů, časové konstanty, perioda, doba běhu vlny, rychlost zvuku, 10. Dynamika v hydraulice, matematický model sloupce kapaliny 11. Odvození rovnice pro R-L článek – turbulentní a laminární proudění 12. Analytické řešení proudění R-L článkem, charakteristický polynom, typy řešení 13. Numerické řešení pomocí SimHydraulics – použité prvky, zdroj, vyhodnocení linearizovaného proudění 14. Numerické řešení pomocí SimHydraulics – použité prvky, zdroj, vyhodnocení laminárního a turbulentního proudění 15. C+(R-L) článek, symetrický T článek, PI článek 16. Segmentované potrubí 17. Rychlost zvuku v kapalině, experimentální určení, určení pomocí časových konstant, určení z numericého řešení 18. Laplaceova a Fourierova transformace – základní definice, přenosy, 19. Přechodové a frekvenční charakteristiky 20. Přechodové a frekvenční charakteristiky řešené v SimHydraulics 21. Určení stability systému užitím Laplaceovy transformace a přenosů 22. Určení vlastní frekvence z přenosu 23. Charakteristiky přenosu prvního a druhého řádu, odpovídající matematické modely 24. Řešení hydraulického rázu v Simhydraulics 25. Matematický model hydraulického akumulátoru, odpory hydraulického plynového akumulátoru, 26. Definování akumulátoru v SimHydraulics, vliv umístění akumulátoru na řešení 27. Rotační hydrogenerátor, matematický model hydrogenerátoru 28. Základní parametry čerpadel, charakteristika čerpadla 29. Odstředivé čerpadlo v SimHydraulics, 1D a 2D charakteristika 30. Porovnání řešení hydraulického rázu s různými zdroji energie (skoková změna tlaku, čerpadlo)