Energetické inženýrství

Výzkumná skupina se věnuje oblasti matematického modelování proudění tekutin a přestupu tepla, včetně simulací vícefázových proudění a simulací multifyzikálních úloh typu absorpce/adsorpce a další. Tyto analýzy provádíme již od koncepčních 1D výpočtů až po 3D výpočty ověřující funkčnost navrženého prototypu. 

Bilanční 1D výpočty provádíme jako návrhové výpočty tepelných cyklů i jako simulace přechodových dějů při provozu zařízení mimo nominální režim. Tyto simulace využíváme i pro analýzu chování dílčích zařízení, pro které vyvíjíme i vlastní výpočetní kódy.

Pokročilé metody numerické simulace proudění tekutin a přestupu tepla využíváme pro optimalizace reálného designu zařízení a výrobků za účelem zlepšení jejich požadovaných vlastností, např. z pohledu účinnosti či snížení tlakových ztrát.

CFD simulace využíváme i pro verifikaci vlastních in-house výpočetních kódů, které odvozujeme pro konkrétní zařízení a dle požadavků zákazníka. Tyto kódy následně implementujeme do samostatně spustitelného softwaru, díky čemuž zákazník získá spolehlivý, rychlý a účinný nástroj pro návrh svých zařízení bez nutnosti provádět již ve fázi koncepčního návrhu časově náročné 3D simulace.

Výzkumná skupina se věnuje teoretickému a experimentálnímu výzkumu turbulentních proudění v oblasti vnitřní (proudění kanály, potrubím) i vnější (obtékání těles) aerodynamiky.

Provádíme vysoce přesná měření proudových polí pomocí různých experimentálních metod. Z výsledků lze vyhodnotit rozložení až 3 složek rychlosti, tlaků a teplot. Konečným výsledkem mohou být statistiky rychlostních polí nebo třeba vyhodnocení průtoku.

Dále provádíme kalibrace anemometrických sond pomocí našeho vysoce přesného kalibračního zařízení s rozsahem rychlostí od 1 do 160 m/s. Kalibraci provádíme s ohledem na rychlost proudění vzduchu, jeho směr a teplotu. Používáme vysoce přesné polohovací zařízení s nastavením dvou úhlů s přesností 0,1 °.

Zabýváme se také vyhodnocením charakteristik turbulentního proudění z experimentálních dat jako jsou střední hodnoty a statistické momenty fluktuací rychlosti a korelace. Výsledkem mohou být veličiny používané při modelování turbulence pro účely určení okrajových podmínek pro výpočty CFD nebo pro validaci výsledků těchto výpočtů, např. turbulentní kinetická energie, nebo rychlost disipace. Dále vyhodnocujeme speciální charakteristiky turbulence, jako jsou délková měřítka (energetické, Taylorovo, Kolmogorovovo) nebo charakteristiky isotropie turbulence.