Numerická simulace proudění oleje v převodové skříni
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Návrh komponent, následné ověření funkčnosti a případné optimalizace jsou nedílnou součástí jakéhokoliv výrobního procesu. Na základě zvyšujících se požadavků zákazníků je snahou dosáhnout co nejmenších rozměrů a nejnižší ceny, a to při zachování bezpečnosti. Začlenění obou hledisek je možné docílit pomocí pokročilých výpočtových přístupů, přičemž tato práce je zaměřena na oblast simulace proudění. Konkrétně se zabývá analýzou prouděním oleje v převodové skříni kolejového vozidla pomocí výpočetní dynamiky tekutin neboli CFD. Simulace proudění byly realizovány prostřednictvím softwaru ParticleWorks, který pracuje se semi-implicitní metodou pohyblivých částic MPS, jehož vhodnost se ověřila na krátkých rozborových pracích. Sledováním proudění v pracovním prostoru byla nejprve ověřena geometrie převodové skříně. Kritické jsou však oblasti ložisek, jejichž kvalita mazání byla analyzována pomocí řady výpočetních modelů, které zahrnovaly rozdílné provozní podmínky, jež mohou nastat. V závěru práce je mimo shrnutí celkového vyhodnocení, také nastíněn možný návrh na potenciálního zlepšení distribuce a kvality mazání ložisek.
Component design, subsequent functional verification and possible optimization are an integral part of any production process. Based on increasing customer requirements, the aim is to achieve the smallest possible dimensions and the lowest possible price, while maintaining safety. Incorporating both aspects can be achieved using advanced computational approaches, while this work focuses on the area of flow simulation. Specifically, it deals with the analysis of oil flow in a railway vehicle gearbox using computational fluid dynamics or CFD. The flow simulations were performed using ParticleWorks software, which works with the semi-implicit moving particle method MPS, whose suitability was verified by short analysis works. By monitoring the flow in the workspace, the geometry of the gearbox housing was first verified. However, the critical areas are the bearings whose lubrication quality was analysed using a series of computational models that included the service conditions that may occur. In addition to summarizing the overall evaluation, the paper concludes by outlining a possible suggestion for the potential improvement of bearing distribution and lubrication quality.
Component design, subsequent functional verification and possible optimization are an integral part of any production process. Based on increasing customer requirements, the aim is to achieve the smallest possible dimensions and the lowest possible price, while maintaining safety. Incorporating both aspects can be achieved using advanced computational approaches, while this work focuses on the area of flow simulation. Specifically, it deals with the analysis of oil flow in a railway vehicle gearbox using computational fluid dynamics or CFD. The flow simulations were performed using ParticleWorks software, which works with the semi-implicit moving particle method MPS, whose suitability was verified by short analysis works. By monitoring the flow in the workspace, the geometry of the gearbox housing was first verified. However, the critical areas are the bearings whose lubrication quality was analysed using a series of computational models that included the service conditions that may occur. In addition to summarizing the overall evaluation, the paper concludes by outlining a possible suggestion for the potential improvement of bearing distribution and lubrication quality.
Description
Citation
ČINČÁR, V. Numerická simulace proudění oleje v převodové skříni [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. František Bauer, CSc. (místopředseda)
Klimeš Jan, Ing. (člen)
Novosad Zdeněk, Ing. (člen)
Škara Petr, Ing. (člen)
Šopík Lukáš, Ing. (člen)
Date of acceptance
2023-06-20
Defence
Student seznámil zkušební komisi s průběhem a výsledky své závěrečné práce. Následně zodpověděl otázky oponenta.
1. V práci uvádíte možnosti užití technických experimentů pro účely validace. Nastiňte prosím možné způsoby ověření
Vašich výsledků z výpočtového modelování. Je možné využít PIV metodu přímo na převodová ústrojí? Zodpovězeno.
2. Prosím o zhodnocení rychlostního pole analýzy tekutiny v nádrži. Zodpovězeno.
3. Prosím o nastínění dalšího postupu činností, které by umožnily analyzování proudění oleje i v oblasti labyrintového
těsnění. Zodpovězeno.
Dále odpovídal na otázky členů komise:
1. Co je myšleno závislostí změnou průtoku v závislosti na otáčkách v prezentaci v grafu na slidu 8? Zodpovězeno.
2. Popište princip regresní analýzy. Zodpovězeno částečně.
3. Na základě jakých důvodů lze usuzovat, že je Lagrangeova metoda vhodnější než Eulerova metoda v případě proudění oleje v převodové skříni? Zodpovězeno částečně.
4. Jak odůvodníte rozdíl mezi analytickým výpočtem a výpočtem pomocí softwaru v případě rotujícícho válce? Proč není rychlost částice na stěně válce rovna rychlosti stěny válce? Zodpovězeno částečně.
5. Jakým způsobem lze validovat dosažené výsledky? Zodpovězeno částečně.
6. Popište, zda lze v použitém softwaru modelovat turbulenci a jakým způsobem. Zodpovězeno částečně.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení