Optimalizace energopilot pro využití energie země
V rámci řešení byl vytvořen fyzikální model mechanicky zatížené piloty určený pro výzkum tepelně-mechanického zatěžování energo-pilot
Fyzikální model osově zatížené piloty byl vytvořen v zatěžovacím kuželu s tlakovou podstavou (ZFMEpilota 1.0) – viz obr. 1. Jedná se o model, ve kterém byla pilota v hlavě zatěžována pouze osovou silou v podmínkách běžné laboratorní teploty. Jako zemina byl použit suchý, jemnozrnný písek se zrny o velikosti ≤ 2 mm a do kuželu byl ukládán po vrstvách tl. 10 cm. Každá vrstva byla zhutněna dusáním pomocí ocelového hladítka. Model piloty o průměru 90 mm (délky 800 mm) byl vyroben předem odlitím do formy s vloženým armokošem a následně byl instalován do pískem naplněného kuželu.
Po generaci počáteční napjatosti prostřednictvím tlaku v podstavě kuželu o velikosti 200 kPa byla provedena statická zatěžovací zkouška piloty. Mechanické zatěžování piloty osovou silou bylo realizováno pomocí ruční tlakové pumpy a válce v zatěžovacím rámu (obr. 2). Síla byla měřena siloměrem a posun piloty v hlavě pomocí LVDT snímače. Aplikovaný nominální zatěžovací sled byl 1,95 > 2,5 > 3,0 > 3,5 … 15,0 > 15,5 > 16,5 kN. Minimální nominální doba trvání jednoho zatěžovacího kroku byla 6 minut.
Celkový pohled na modelovací kužel
Hlavním cílem provedeného experimentu bylo stanovit odezvu piloty na její mechanické zatížení, sledován byl vývoj sednutí v hlavě piloty v závislosti na velikosti zatížení piloty, tzv. pracovní diagram (obr. 3). Tímto byl vytvořen podklad pro další krok výzkumu, ve kterém se předpokládá vytvoření fyzikálního modelu piloty navíc zatížené teplotou. Dalším, ne méně důležitým, cílem bylo v rámci přípravy a realizace experimentu ověřit vhodnost jednotlivých fází postupu výstavby, počínaje výrobou modelu piloty a konče návrhem zatěžovacího sledu. Významné bylo též testování možnosti instrumentace dříku piloty pomocí fóliových tenzometrů namísto strunových tenzometrů.
Model v zatěžovacím rámu: a – zatěžovací rám, b – zatěžovací válec, c – LVDT snímač posunu, d – siloměr, e – pilota, f – zatěžovací kužel
Pracovní diagram modelu piloty
Aktuálně byly přijaty následující tři příspěvky vzniklé v rámci teoretického řešení tepelného působení energo-pilot (Konference Simulace budov a techniky prostředí 2020 - https://sbtp2020.fce.vutbr.cz/)
Vývoj softwaru pro modelování tepelného chování energo-pilot
Příspěvek se zabývá popisem zcela nového výpočetního software Epilot vyvíjeného pro tyto účely. Je prezentováno více variant matematicko-fyzikálního modelu. Pozornost je zaměřena též na vývoj a implementaci generátoru geometrie, pokročilého mesheru, diskretizátoru a automatizovaného postprocesingu.
Simulace potenciálu využívání energie země - případová studie kancelářské budovy
Téma příspěvku spadá do oblasti simulace efektivnosti využívání nízkopotenciální energie země pro vytápění a chlazení budov. Provedené studie jsou založeny na numerických simulacích konkrétní kancelářské budovy a jejích systémů vytápění a chlazení v softwaru DesignBuilderu. V příspěvku jsou porovnány různé zdroje energie a způsoby ovládání vytápěcích a chladicích systémů. Výsledky jsou hodnoceny z hlediska doby, během níž nebylo dosaženo požadovaného komfortu v budově, a také z hlediska spotřeby energie a její ceny.
Porovnání vybraných slar řešičů pro projekt Epilot
Příspěvek je zaměřen na hledání vhodného řešiče soustav lineárních algebraických rovnic získaných z numerického řešení tepelného chování energopiloty, provedeného metodou konečných objemů. V těchto případech jsou typicky generovány řídké, diagonálně dominantní matice v řádu stovek až tisíců prvků. Příspěvek si klade za cíl porovnat vybrané algoritmy (QR rozklad, LU faktorizace, metoda konjugovaných a bikongujovaných gradientů) se zaměřením na potřebný výpočetní čas a počet iterací. Numerické řešení je prezentováno na několika sadách dat reprezentující stacionární tepelné stavy energopiloty.
Kontaktní osoba projektu
PARTNEŘI PROJEKTU
