ТЕМА: Изследване и енергийна ефективност на системи за пневмотранспорт на гранулирани (зърнести) материали
КЛЮЧОВИ ДУМИ: пневмотранспорт, двуфазни течения, CFD
ПЕРИОД: 2010 - 2011 г.
РЪКОВОДИТЕЛ НА ИЗСЛЕДВАНЕТО: доц. д-р инж. Иван Неделчев Дуков
РЕЗУЛТАТИ:
Изградена е опитна уредба за изследване на основните параметри при пневмотранспорт на гранулирани материали, оборудвана със съвременна техника и измервателна апаратура.
Изследвана е възможността за числено моделиране на подобни системи с комерсиалния CFD софтуерен продукт ANSYS FLUENT. Верификацията чрез сравнение с опитно получени резултати показва задоволителна точност на CFD модела.
Проведени са обширни числени и експериментални изследвания и се дават насоки за проектиране на енергийно ефективни пневмотранспортни системи.
Изследвана е приложимостта на стробоскопската техника за определяне на скоростта на движение на частици в тръбопровод.
Предлагат се някои идеи и насоки за бъдеща работа в областта на пневмотранспорта.
Резултатите от изследванията са докладвани на международни конференции и са публикувани в сборниците с доклади.
SUBJECT: Research and energy efficiency of pneumatic conveying systems for granular (grain) materials
KEYWORDS: pneumatic conveying, two phase flows, CFD
PERIOD: 2010 - 2011
LEADING SCIENTIST: assoc. prof. eng. Ivan Nedelchev Dukov, PhD
RESULTS:
One of the main results is development and building of an experimental test rig for pneumatic conveying of granular materials, equipped with up to date devises and measuring instruments.
A numerical investigation of such systems with commercial software ansys fluent was done. Verification with experimental data shows satisfactory accuracy.
An extensive program of numerical and experimental investigations was carried out and some directions for design of energy efficient pneumatic conveying systems are given.
The stroboscope techniques is investigated and applied for determination of particles velocities.
The results done could be used for latest investigations in the area of pneumatic conveying.
ТЕМА: ИЗПОЛЗВАНЕ НА ИЗКУСТВЕН ИНТЕЛЕКТ (НЕВРОННИ МРЕЖИ И ГЕНЕТИЧНИ АЛГОРИТМИ) ПРИ ОПТИМАЛНО ПРОЕКТИРАНЕ НА РАБОТНИ КОЛЕЛА ЗА ТУРБОМАШИНИ
КЛЮЧОВИ ДУМИ: турбомашини, невронни мрежи, генетични алгоритми, CFD
РЪКОВОДИТЕЛ НА ИЗСЛЕДВАНЕТО: доц. д-р инж. Иван Неделчев Дуков
РЕЗУЛТАТИ:
Основната цел на проекта е разработването, числената реализация и изследването на система за оптимално проектиране на работни колела за турбомашини, чрез съвместното използване на съвременни методи: изчислителна механика на флуидите, изкуствени невронни мрежи и генетични алгоритми. Проекта съдържа следните етапи, които описват предлаганата методика:
1. Геометрична параметризация на работно колело.
2. Планиране на числения експеримент.
3. 3D числен анализ със съществуващ софтуер за изчислителна хидродинамика върху 70 различни работни колела, за създаване на база данни съдържаща достатъчно случаи с ниска и висока ефективност.
4. Създаване и трениране на невронни мрежи, като интелигентни апроксимации на данните от числения анализ, за предсказване на работните характеристики на колелото. Като обучаващ алгоритъм се използва най-разпространения – обучение с обратно разпространение на грешката (Back-propagation algorithm).
5. Оптимизация с генетичен алгоритъм, по отношение енергийната ефективност на работното колело.
На този етап изследването е извършено за центробежни колела. Получените резултати показват, че изкуствения интелект може много успешно да се използва при хидравличното изчисление на турбомашини.
SUBJECT: APPLICATION OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE (NEURAL NETWORKS AND GENETIC ALGORITHMS) IN OPTIMAL DESIGN OF TURBOMACHINERY IMPELLERS
KEYWORDS: TURBOMACHINERY, NEURAL NETWORKS, GENETIC ALGORITHMS, CFD
LEADING SCIENTIST: assoc. prof. eng. Ivan Nedelchev Dukov, PhD
RESULTS:
The aim of the project is creation and investigation of a methodology for optimal hydraulic design of turbomachinery impellers. The project consists of following steps:
1. Parametric representation of the impeller geometry.
2. Design of experiment.
3. 3D numerical analysis with existing CFD software on 70 impellers to create database which contains enough cases with low and high efficiency.
4. Creating and training of a neural network, as an intelligent interpolator to predict performance characteristics. The learning phase has been performed using the database and standard Back-propagation of the error.
5. Optimal design with genetic algorithm with respect of impeller efficiency.
The obtaining results show that artificial intelligence can successfully be applied in turbomachinery hydraulic design.
ТЕМА: Лабораторен стенд и кавитационни изследвания на турбопомпи
КЛЮЧОВИ ДУМИ: турбопомпи, кавитация, кавитационни характеристики, CFD
РЪКОВОДИТЕЛ НА ИЗСЛЕДВАНЕТО: доц. д-р инж. Иван Неделчев Дуков
РЕЗУЛТАТИ:
Първата цел на проекта е проектиране и изграждане на стенд за кавитационни изпитвания на турбопомпи, в лабораторията на кат. “Хидроаеродинамика и хидравлични машини”. Оборудването, измервателната апаратура и методиката за изпитване са съобразени с изискванията на стандарта ISO 9906. От възможните няколко схемни решения е избран стенд от затворен тип, при който чрез намаляване на налягането в системата се променя кавитационния запас (NPSH), без да се влияе върху напора и дебита, до настъпването на кавитация.
Втората цел е изследване на възможността за приложение на средствата на изчислителната механика на флуидите (CFD) за прогнозиране на кавитационната характеристика. Направен е обзор на съвременните начини за CFD моделиране на кавитация в турбомашини. За определяне на кавитационната работна характеристика се предлага един прост метод, използващ CFD анализ за определяне на минималното налягане в проточната част. Численото изследване е проведено върху цялата помпа, включваща смукателна тръба, работно колело и спирално тяло.
SUBJECT: Cavitational test rig and cavitational study of the rotodynamic pumps
KEYWORDS: rotodynamic pumps, cavitation, cavitational haracteristics, CFD
LEADING SCIENTIST: assoc. prof. eng. Ivan Nedelchev Dukov, PhD
RESULTS:
The first objective of the project is development and building a cavitational test rig for rotodynamic pumps at the department of Hydroaerodynamics and Hydraulic machines. Test installation, measuring equipment and test procedure are in accordance with ISO 9906. There are some test installations, but the best solution is closed-loop arrangement. The pump is installed in a closed pipe loop in with by reducing the pressure, the NPSH is varied without influencing the pump head or flow rate until cavitation occurs in the pump.
The second objective is exploring the possibilities of CFD simulation for prediction of the cavitational characteristic. A survey of contemporary approaches for CFD simulation of cavitation is presented. Simple method for prediction of the cavitational characteristic based upon the minimum static pressure is proposed. The numerical investigation is carried out over the entire pump including inlet pipe, impeller and volute casing
