Numerická analýza a simulace Rogowského cívky

This work illustrates an analysis of Rogowski coils for power applications, when operating under non ideal measurement conditions. The developed numerical model, validated by comparison with other methods and experiments, enables to investigate the effects of the geometrical and constructive parameters on the measurement behavior of the coil and we also study the behavior of Rogowski coils coupled with bar conductors under quasi-static conditions. Through a finite element (FEM) analysis, we estimate the current distribution across the bar and the flux linked by the transducer for various positions of the primary conductor and for various operating frequencies. Simulation and experimental results are reported in the text.Tato práce ilustruje analýzu rogowských cívek pro energetické aplikace při provozu v podmínkách bez ideálního měření. Vyvinutý numerický model, ověřený porovnáním s jinými metodami a experimenty, umožňuje zkoumat vliv geometrických a konstrukčních parametrů na chování měření cívky a také studujeme chování rogowských cívek spojených s tyčovými vodiči za kvazi-statických podmínek . Pomocí analýzy konečných prvků (FEM) odhadujeme rozložení proudu přes tyč a tok spojený snímačem pro různé polohy primárního vodiče a pro různé provozní frekvence. Simulační a experimentální výsledky jsou uvedeny v textu.410 - Katedra elektroenergetikydobř

Manufacturing Processes Management with Usage of Simulation Tools

Simulace výrobních procesů pomáhá optimalizovat výrobu, logistiku a další systémy, díky čemuž dochází ke snižování nákladů a racionalizaci vnitropodnikových procesů. Využitím diskrétní simulace programu Witness Power with Ease se v diplomové práci optimalizuje logistický tok materiálu ve společnosti Hella Autotechnik, s.r.o. Práce přibližuje metody a jednotlivé fáze tvorby modelu včetně jeho validace a navrhuje vylepšení, díky kterému by mělo dojít ke snížení nákladů na dopravní služby o 24 400 Kč měsíčně.By optimizing the logistics, production and other systems the simulation can reduce costs and rationalise business processes. By use of discrete simulation in software Witness Power with Ease is in this diploma thesis optimised logistical flow of material in the company Hella Autotechnik, s.r.o. The thesis introduces methods and particular phases of creating the model including its validation. The proposal in the diploma work suggests the improvement to lower the costs for the transportation services by 24,400 CZK per month.

Simulation of Influence of Transverse Wheel-Set Movement on Torsion Oscillations

With increasing importance of the railway transport the demands on economic and functional features of the railway traffic increase as well. The features are influenced by many factors, whose identification, direct measuring and impact detection are not easy to obtain in the real service. A computational simulation and a roller rig are suitable means, which enable to recognize an amount of physical limitation influences in conjunction with proposed vehicle construction and with supposed surrounding service conditions make everything clear before a vehicle commissioning. Therefore, the Simulink model, focused on the field of research of traction wheel-sets torsion dynamics and an influence of adhesion conditions, was built, has been used and developed within SGS (Student Grant Competition) and PhD study programs. In the past, the model served for investigation of torsion oscillation excited by changes in torque transfer. In this paper we focus on another source of asynchronous peripheral speed of wheels of a wheel-set. It is given by railway vehicle wheel conicity. It will be shown, how the contact circle diameter change influences the torsion load of the wheel-set axle and the load type.S rostoucím významem kolejové dopravy rostou také nároky na ekonomiku a funkčnost jejího provozu. Ty jsou ovlivňovány řadou faktorů, jejichž identifikace, přímé zjišťování a dopad je v reálném provozu velmi obtížné měřit nebo dlouhodobě sledovat. Počítačová simulace a kladkový stav jsou vhodnými prostředky, kterými lze rozpoznat míru vlivu fyzikálních omezení ve spojení s navrhovanou konstrukcí vozidla a s předpokládanými okolními podmínkami provozu vše vyjasnit před uvedením vozidla do vlastního provozu. Proto byl v rámci SGS (studentská grantová soutěž) a doktorských studijních programů sestaven, používán a rozvíjen model v Simulinku zaměřený na oblast výzkumu torzní dynamiky hnaných náprav a vlivu adhezních podmínek. V minulosti sloužil ke zkoumání torzního kmitání buzeného změnami přenosu krouticího momentu. V tomto článku se zaměřujeme na jiný zdroj asynchronní obvodovou rychlost kol dvojkolí. To je dáno kuželovitostí kol kolejových vozidel. Bude ukázáno, jak změna průměru kontaktní kružnice ovlivňuje torzní zatížení osy dvojkolí a druh zatížení

Developments in numerical simulation of foundry processes

S rozvojem výpočetní techniky se numerická simulace stala významným pomocníkem při návrhu a optimalizaci slévárenských procesů. Cílem matematického modelování je odladění navrhované technologie ve fázi přípravy výroby, tak abychom se vyhnuli nákladnému experimentálnímu zkoušení. Tato simulace v sobě zahrnuje spojení matematiky, fyziky a výpočetní techniky. Umožňuje nám studovat děje probíhající při proudění taveniny, při tuhnutí a chladnutí odlitků. Zmíněné části simulace jsou živým organismem, který se neustále mění a zdokonaluje. Práce se bude zabývat popisem vývoje, kterým se numerická simulace v posledních letech ubírá.With the development of the computer equipment the numerical simulation has become a strong tool for the design and optimization of foundry processes. The goal of the modelling is the tuning of the casting technology in pre-manufacturing stage. Numercial simulation allows studying metal flow, solidification and casting cooling. The work will be aimed to new trends and developments in the field of numerical simulation of foundry processes.

Seřizování regulátorů PID pro lineární dynamické systémy metodou “Hrubé síly a od oka”

For PID controllers in control loops, which in practice still prevails, it is necessary to determine controller parameter values which assure sufficient quality and robustness of control. A lot of PID tuning methods is described and well established in daily use. They are often based either on behavior of closed control loop or on a mathematic model of the controlled plant (and its L-transfer function), which allow to determine controller parameters by direct calculation. With increasing computing power of HW and SW aids it could be beneficial to use a method for determining the optimal setting of PID controller by simulation of control loop behavior for various meaningful combinations of controller parameter values (state space search). Proposed method “brute force and visual” of PID controller tuning is based on repeated simulation of control process as a reaction to Heaviside step of desired value and disturbing value for varying parameters of controller’s P, I, D components. For discrete controller also impact of sampling period T was considered. For each of the individual simulation runs there is kept a diagram as an image file as well as the control optimality criterion value. After execution of all the simulation runs for parameter values from the considered searched state space the simulation outputs are sorted by value of the selected control optimality criterion. The parameters of the individual simulation which has scored best are used for setting of the real controller and evaluated in the real control loop. From the simulations available for wide combination of parameter values it is possible to estimate position of isles of stability and choose the PID controller values by an expert choice.Při návrhu parametrů PID regulátoru (které jsou v praxi dosud nejobvyklejší) pro regulační obvody je zapotřebí stanovit parametry regulátoru tak, aby zajišťovaly dostatečnou kvalitu a robustnost regulace. Je definováno a v praxi zavedeno mnoho seřizovacích metod pro nastavení PID regulátorů vycházejících z chování uzavřeného regulačního obvodu či naopak z matematického modelu regulované soustavy (a jejího L-přenosu), které umožňují stanovit parametry regulátoru přímým výpočtem. S rostoucím výkonem HW a SW nástrojů může ale být výhodné použít přístup, který nalezne optimální hodnoty nastavení regulačního procesu na základě simulací a analýzy chování regulačního obvodu pro různé kombinace možných parametrů regulátoru. Navržená metoda seřízení PID regulátoru lineárního dynamického systému „hrubou silou a od oka“ je založena na opakované simulaci regulačního pochodu při skoku řídící veličiny a poruchové veličiny pro měnící se konstanty regulátoru P, I, D, (a v případě číslicového regulátoru i vzorkovací periodu T) pro smysluplné rozpětí hodnot – odtud „hrubou silou“ v názvu metody. Z každého běhu simulace je uložen diagram průběhů zajímavých veličin (žádaná veličina, regulovaná veličina, porucha) jako obrazový soubor a jsou pro tuto simulaci vypočteny hodnoty ukazatelů kvality regulace. Po provedení simulací pro všechny hodnoty parametrů z uvažovaného stavového prostoru jsou výstupy simulací setříděny podle ukazatelů kvality regulace; simulace s parametry regulace, která skórovala podle ukazatelů kvality regulace nejlépe, je pak podkladem pro nastavení parametrů regulátoru a ověření v reálném regulačním obvodu. Protože máme k dispozici vizualizované podoby průběhů regulačního procesu pro mnoho kombinací vstupů, můžeme odhadnout i polohu a podobu „ostrovů stability“ a pro dosažení robustnější regulace volit parametry regulátoru i expertní volbou, tedy „od oka“

Extending Simulations in The Tool Kaira

Import 22/07/2015Tato bakalářská práce se zabývá rozšířením nástroje Kaira. Nástroj Kaira slouží pro tvorbu MPI aplikací. Programování v nástroji Kaira je založeno na tvorbě barevných Petriho sítí. Hlavním tématem této práce jsou Simulace. Simulace jsou část nástroje Kaira, kde simulujeme programy Kairy. Hlavní náplní je zachytit jednotlivé kroky neboli stavy simulace. Umožnit uživateli návrat do předchozích stavů. Synchronizovat komunikaci uživatelského rozhraní simulace s vygenerovanou aplikací. A vytvořit vhodné úložiště pro jednotlivé stavy. Dalším tématem je vytvořit automatickou simulaci. Tato automatická simulace bude programy simulovat bez zásahu uživatele.This bachelor thesis deals with extensit of Kaira tool. Kaira tool is designed for creating MPI applications. Programming by Kaira tool is based on creating Coloured Petri Nets. Head topic of this thesis is simulations. Simulations are parts of Kaira tool, where we simulate Kaira programs. The main content is save single actions or states of simulation. Allow the user to return to previous states. Synchronize communication user interface of simulation with generated application. And create appropriately storage for single states. Next topic is create automatically simulation. This automatically simulation will simulate without user intervention.460 - Katedra informatikydobř

Simulace svařování tenkostěnného potrubí

The presented paper deals with the residual stress after a welding operation performed by using the TIG method. It was necessary to determine whether or not tension plays a major role in the distortion of the geometry of a thin-walled pipe, or in other words, whether the drawing dimension of the ovality exceeds the specified tolerance. The result of this simulation will help to determine whether or not designers will have to find another technological solution to complete parts. The assembly consists of three parts: the weld bead, thin-walled pipe, and hoop, which are connected by welds as a final product.Předložena práce se zabývá zbytkovým napětím po svařování pomocí metody TIG. Bylo nutné určit zda–li toto napětí hraje hlavní roli v pokřivení geometrie tenkostěnného potrubí či nikoliv. Jinak řečeno, zda-li rozměry ovality překračují stanovenou výkresovou toleranci či nikoliv. Výsledek této simulace pomůže konstruktérům rozhodnout, budou-li muset najít jiné technologické řešení pro zkompletování dílců či nikoliv. Sestava tvoří tři části: svarová housenka, tenkostěnné potrubí a obruč, které jsou navzájem spojeny svary jako finální product, see Fig. 3

Fluid Simulation

Tato bakalářská práce zpracovává tématiku simulace tekutin a plynů na osobních počítačích. Práce porovnává různé přístupy s ohledem na proveditelnost simulace v realném čase. Pozornost je také věnována metodam pro zobrazovaní tekutiny - implicitním plochám a metodě marching cubes. Navíc se práce zaměřuje na moderní grafické adaptéry s ohledem na jejich využití při výpočtech simulace. Obzvláště se bude věnovat pozornost technoligii CUDA od společnosti NVIDIA. Vše je navíc doplněno popisem mé implementace simulace tekutin a plynů.This bachelor´s thesis is focused on theme of fluid and gas simulation performed on personal computers. This branch of computer graphics and computer simulation is quite popular because it offers a lot of questions and a lot of solutions. Thesis is about to compare this solutions, focusing on those which can be real-time computed. One part of thesis is also about methods for fluid vizualization - isosurfaces and method marching cubes. The question of using modern graphics adapters to compute the simulation is also present. Especially NVIDIA CUDA technology will be analysed. And finally, there is an explanation of my implementation.

Numerical simulation of mold filling and casting solidification

Cílem této diplomové práce je, na základě numerické simulace stávající technologie výroby hliníkového odlitku držáku kladky V9X, analyzovat příčiny vzniku vad typu zavaleniny a studené spoje. Následným cílem je vypracovat návrh variantního řešení tvaru odlitku tak, aby došlo k odstranění zmíněných vad. Toto variantní řešení bude rovněž ověřeno numerickou simulací. Úspěšnost navržených změn, pak posoudí zkušební odlití odlitku. V rámci řešení problému bude provedena simulace cyklování formy a následně plnění odlitku. Během analýzy plnění dutiny formy bude rovněž rozebrána první fáze plnění, tedy pohyb pístu v tlakové komoře. S ohledem na typ vznikajících vad nebude provedena analýza tuhnutí odlitku.The object of this diploma thesis is to analyze, persuant to numerical simulation of current technology of production aluminous casting roller-reck V9X, causes of the rise of cold lap and laminations defects. Consequently, to work up a project of variant solution of the shape of casting so, as to come to elimination mentioned defects. This variant solving will be tested with numerical simulation as well. Fruitfulness of these designed changes will be verified by testing molten of the casting. In terms of solve the problem the simulation of cycling of the mold and subsequently the filling of the casting will be effected. During the analyse of filling of the die the first phase of filling will be effected too.It means the movement of the piston throught the chambre. Simulation of solidification of the casting wont be effected because of the type of the defect.

Simulace a instrumentální pojetí vědy

Stať se zabývá diskusemi o epistemologicko-metodologické roli simulací v soudobé vědě. Soustředí se nejprve na aktuálnost těchto diskusí v současné metodologii vědy a následně na její návaznost na určitou myšlenkovou tradici z osmdesátých let 20. století, kdy diskuse kolem modelování vyvolaly řadu otázek zpochybňujících tradiční pojmové distinkce, především mezi experimentem a teorií. Stať se přiklání v rámci těchto diskusí k názorům, které řadí simulace k novým a specifickým nástrojům vědy, jež také vyžadují novou a specifickou metodologii a epistemologické postavení. Pro podporu této názorové pozice jsou uvedeny některé aktuální analýzy konkrétních příkladů simulací a jejich specifického postavení v moderní vědě