Numerická simulace procesu uzavírání klapky

Partner: ARMATURY Group a.s.

Odvětví: strojírenský průmysl

Společnost ARMATURY Group se specializuje především na výrobu armatur, technologických celků a související služby. Široký sortiment, kvalita výroby, možnost úprav dle požadavků zákazníků a lidský přístup dělají ze společnosti ARMATURY Group už dlouhá léta žádaného partnera pro řadu malých i velkých firem nejen v České republice. Výrobky společnosti jsou ze 70 % exportovány do zemí celého světa.  ARMATURY Group je součástí skupiny Vexve Armatury Group, která je předním evropským dodavatelem armatur pro energetiku. Vlastníkem skupiny a provozovatelem je stabilní finská investiční společnost DevCo Partners Oy.

Hlavním cílem spolupráce s Národním centrem kompetence pro HPC bylo ověření koncepce, která by porovnala dostupné možnosti simulace pohybujících se těles v tekutém prostředí prostřednictvím metody CFD, tj. počítačové dynamiky tekutin. Všechny dostupné metody lze použít ke studiu stacionárních stavů a časově závislých simulací, kdy geometrie mění svůj tvar v důsledku pohybu hranic tělesa a případně jeho deformace, což způsobuje změnu průtočného průřezu. Každá metoda má své výhody a nevýhody a jejich přímé porovnání na konkrétním případu ukáže, která metoda by se měla v budoucnu použít. V rámci tohoto projektu byli využito dlouholetých znalostí expertů z národního superpočítačového centra IT4Innovations a také superpočítačů, které centrum již více než deset let provozuje.

Metoda ponořeného tělesa.

V rámci ověření konceptu byly porovnány čtyři metody, a to (i) metoda pohyblivé sítě, (ii) metoda dynamické sítě, (iii) metoda překrývajících se sítí a (iv) metoda ponořeného tělesa za účelem získání představy o nárocích na jednotlivé metody, jejich omezeních a přesnosti výsledků, které poskytují. Simulace byly provedeny na „zjednodušené“ klapce, která byla navržena tak, aby neomezovala použití jakékoli metody pohyblivé sítě. Za účelem získání uceleného obrazu o možnostech všech dostupných metod byly blíže studovány a porovnávány vlastnosti, jako točivý moment v závislosti na čase, průtok klapkou a vliv rychlosti jejího uzavírání. Přesnost výsledků je přímo úměrná velikosti prvků použitých k diskretizaci výpočetní oblasti a výpočetní čas je přímo úměrný náročnosti úkolu.

Metoda nadsazené sítě.

 


Lukáš Kušnír, Ředitel výzkumu a vývoje, ARMATURY Group

„Společnost ARMATURY Group získala díky této spolupráci komplexní informace o možnostech a omezeních různých metod řešení u pohybujících se těles v tekutém prostředí, které hrají významnou roli při řešení konkrétního případu. Využití HPC infrastruktury umožní nejen sestavit výpočetní modely s vyšší přesností výsledků, ale také pomůže dokončit tyto simulace v přiměřeném čase, což vede k úspoře nákladů. Vedle toho použití superpočítačů je výhodné pro optimalizaci návrhu, kdy je třeba provést mnoho simulací.“