Épület körül kialakuló áramlás CFD szimulációjának 1:1-es validálása óriás szappanbuborékokkal

Keszte István IV. évf., Vincze Mihály III. évf.

Konzulens: Dr. Kristóf Gergely, Áramlástan Tanszék

Ezen TDK dolgozat során a kitűzött feladat az épületek körüli áramlás megjelenítése, mely óriás méretű (15-20 cm átmérőjű) szappanbuborékokkal kerül megvalósításra. A megjelenített áramlás nagy felbontású fényképezőgépekkel kerül megörökítésre. Ezt követően az így megjelenített áramlás összehasonlításra kerül ugyanazon épület körüli CFD szimuláció által meghatározott áramlással így validálva a CFD szimuláció kvalitatív helyességét.

A dolgozat során bemutatásra kerülnek az egyéb lehetséges áramlás megjelenítési formák annak alátámasztására, hogy végül miért buborékokkal történik a megjelenítés. Ezt követően a buborékok „készítése”, felületi feszültségük jelentőség, alapanyagaik, és a használható pálcák kerülnek bemutatásra. A buborék anyagának fontos alkotóeleme a glicerin, mellyel a víz felületi feszültsége csökkenthető – az új, csökkentett felületi feszültség pontos értéke méréssel kerül meghatározásra.

Ezt követően a helyszíni kísérlet kerül bemutatásra, kitérve az épület kiválasztására, a buborékok pontos anyagára, ennek környezeti vonatkozásaira. A kísérleti berendezés is bemutatásra kerül, továbbá a kísérlet lefolyását illetve eredményeit tartalmazó képek is bemutatásra kerülnek.

Az összehasonlíthatóság végett ugyanazon épület CFD szimulációja is lefuttatásra kerül az Áramlástan Tanszék CFD laboratóriumában ANSYS Fluent felhasználásával. A CAD geometria az épület hozzáférhető tervrajzai alapján készül, a hálózás ICEM segítségével. A konvergencia elérése utáni eredmények kvalitatív (minőségi) úton összehasonlíthatóak a valódi kísérlet eredményeivel.

A feladat gerince az áramlás 1:1 arányú megjelenítése által a CFD szimuláció 1:1 arányú validálása, melyre tudomásunk szerint még nem volt példa Magyarországon.

Irodalom:

1. Lajos Tamás: Az áramlástan alapjai. Előadási jegyzet. Budapesti Műszaki Egyetem Áramlástan Tanszék. Budapest, 1992. Kézirat. Magyar Elektronikus Könyvtár

2. David A. Katz: The Chemistry (and a little physics) of Soap bubbles. http://www.chymist.com (2010)

3. Soap Bubble Wiki. http://soapbubble.wikia.com/wiki/Soap_Bubble_Wiki

szerzők

Keszte István
gépészeti modellezés
nappali (angol nyelvű)
Vincze Mihály
gépészmérnöki
nappali alapszak

konzulens

Dr. Kristóf Gergely
Docens, (külső)