Projektmunkák FLOEFD és Solid Edge segítségével az Óbudai Egyetemen 2.

Az idei évben az előzőhöz hasonlóan voltak projektmunkák az Óbudai Egyetemen, melyekben külső konzulensként vettem részt, belső konzulensek Dr. Molnár Ildikó és témavezetőm, Dr. habil. Szlivka Ferenc volt.

A Projektmunka tantárgyon belül előző évben egy, az idei évben viszont négy feladat is volt, melyekben a hallgatók Siemens portfólió elemeit használták, nevezetesen Solid Edge Student Edition-t és diákváltozatát FLOEFD. Örömömre szolgál, hogy elmondhatom, hogy az eddigi ingyenes diákszoftvereken kívül most már a frissen végzett hallgatók igényelhetnek szintén ingyenesen egy évre ipari licencet is, melyet bárhol használhatnak legálisan, azaz bevihetik munkahelyükre, alapíthatnak egy egyéni vállalkozást vagy otthon hobbiból is használhatják (igaz utóbbihoz inkább a hobbi változatot javasolnám).

kép1

Visszatérve a blogbejegyzéshez és annak a tartalmához, voltak projektmunkák az Óbudai Egyemen, azon belül is a Bánki karon. A négy projektmunka közül két projekt egy hűtőberendezés CFD vizsgálata volt, egy csőhálózat szivárgásvizsgálata és a negyedik egy kúp körüli hiperszónikus áramlás vizsgálata volt. Mind a négy feladat nagyon szép volt, valahol a műszaki kidolgozást tudom dicsérni, valahol a projekt dokumentációját. A tavalyi évhez képest az idei évben a követelményrendszer egy picit változott, tavaly a feladat elkészítésére és prezentálására fókuszáltunk, idén még plusz elvárásként bekerült egy Word formátumú beadandó is az elvárások közé, így a hallgatók egy „kis szakdolgozatot” készítettek el, majd azt prezentálták nekünk.

A következőkben a feladatokról egy-egy képet mutatok be, nem a teljes feladat megoldást.

Feladatok közül két hűtőrendszer vizsgálat is volt, mely során mind két esetben a hallgatók a feladat ismertetésével és a berendezéseik alkalmazásának módjával kezdtek. Az egyik esetben egy háztartási hűtőgépet és annak a hűtőlemezét láttuk.

Ehhez a hallgatók készítettek egy CAD modellt, majd egy szimulációt FLOEFD-ben, ahol a következő hőmérsékleteloszlást kapták.

projektmunka

Ebben az esetben a numerikus szimulációk során a hallgatók a hűtőközeget és annak tömegáramát változtatták és az így leadott hőt vizsgálták a változó paraméterek függvényében. Ennél a faladatnál a csoportban résztvevő hallgatóknak többletfeladat volt, hogy a Projektmunka tantárgy előtt ők még nem használták a Solid Edge és a FLOEFD-t sem, így a szorgalmi időszak első felében a CAD és a szimulációs modullal ismerkedtek. További lassító körülmény volt, hogy a mostani félévben a koronavírus miatt a hallgatókkal nem találkoztunk és ők sem egymással, így a konzultációk online történtek. Az online konzultációk jók voltak, de nem tartom a személyes konzultációval egyenértékűnek.

A másik hűtős feladatban a valós példából származott, így a feladat tovább vihető szakdolgozatnak is. A Projektmunka során a hallgatók egy CNC gép hűtését vizsgálták, melyet a következő kép ábrázol.

projektmunka2

A projekt ismertetésében a gépelemek működését mutatták be nekünk, illetve annak a részegységeiből készített CAD geometriát. Az egyik konzultációk során a teljes gép részegységeit és a vizsgált folyamatot arról a bűvös „szakdolgozat szintről” a „projektmunka beadandó szint”-jére egyszerűsítettük. Ez az egyszerűsítés nem csak ennél a feladatnál történt meg, hanem a többinél is, hiszen a hallgatóknak a Projektmunka tantárgy a képzési idő közepén csak egy tantárgy a félév többi tárgya mellett, és célja a szakdolgozatra és szakmai gyakorlatra a felkészülés. A beszámolóhoz készített hűtőkör és a szimulációhoz használt egyszerűsített geometria a következő ábrán látható.

projektmunka 3

Az előző ábrán bal oldalon egy hűtő ventilátor látható, mely nem szerepelt a szimulációban, így a valóságnál rosszabb esetet mutattak be nekünk a hallgatók, csak a jobb oldalon látható olajtartályban lévő közeg hűtötte a rendszert. További egyszerűsítés volt a hűtőbordák kihagyása, így még rosszabb volt a hűtés, illetve a szimuláció így kevesebb elemmel rendelkezett. A FLOEFD diákváltozata az ipari változattal megegyező, elemszám tekintetében korlátozások nélkül használható szoftver, így erre nem lett volna szükség szoftver oldalról, viszont hardveroldalról, minél több elemünk van, annál hosszabb a szimuláció futás és annál nagyobb számítógépen kell futtatni. Ez az egyszerűsítés nekünk belefért, a „nem szakdolgozat szintű megoldást várunk” hozzáállásba, illetve a hallgatók szemével láttuk, hogy ha ezt megcsinálják akkor azt is meg tudták volna, csak akkor tovább számol a gép.

Visszatérve a feladatra, ebben az esetben nem leadott teljesítményeket, hanem hőmérsékleteloszlást prezentáltak nekünk a diákok, mely a csőhálózatra és az áramlási térre a következő ábrákon látható.

projektmunka 4

projektmunka 5

Ennél a feladatnál a Solid Edge CAD rendszert a csoportban résztvevő hallgatók egyike ismerte, mely a modell kidolgozásán és részletein látható volt. A feladat megoldásához „csak” az irodalomkutatás és a CFD szimulációk tartalmaztak újdonságokat.

A két hűtőkörös feladat után a harmadikban egy csőrendszer szivárgását vizsgálták a hallgatók, ahol egy colos vízvezetéken egy D10 mm-es furatot vizsgáltak és annak hatását az áramlásra, melynek műhelyrajza a következő ábrán látható.

projektmunka 6

A (lenti) bemeneti oldalon 3 bar (300000 Pa) statikus nyomást definiáltak a hallgatók, míg a (fenti) kimeneti oldalon és a 10 mm-es furat felületén is környezeti nyomást (azaz 1 atm-et, 101325 Pa-t) állítottak be. A kapott eredmények a közvetkező ábrán láthatók.

projektmunka 8

projektmunka 9

A hallgatók a feladat kiértékelése során vizsgálták a nyomásesést a be és kilépő felületek között, a furatnál lévő nyomást, illetve a kilépő felületeken a közegek térfogatáramát.

Beadási sorrend szerint, a negyedik projektmunkában a hallgatók szuperszonikus, azaz 1,2 < Ma < 5 tartomány közötti áramlást vizsgáltak egy kúpos test környezetében. A feladathoz a hallgatók 1,7-es Mach számú áramlást vizsgáltak a következő ábrán látható testek környezetében. A feladat során a (bal oldalsó nagy) testet módosították a hallgatók, mely során a test „eleje” változatlan marad, a hátsó lekerekített felület rádiuszát és a „mögötte” lévő felület hosszát állították.

projektmunka11

A projektmunka feladat során a hallgatók a sebesség és a Mach szám eloszlását vizsgálták a test környezetében, illetve a testekre ható ellenálláserőt és az abból számított ellenállás tényezőt.

projektmunka10

A beszámoló során a hallgatók ebben az esetben is, úgy ahogy a többi esetben is, a feladatmegoldáson készítettek egy irodalomkutatást is, melyet prezentáltak nekünk.

Összegzésként elmondhatom, hogy az idei évben is a feladatmegoldást nehezítette a vírushelyzet, így a feladatmegoldás során a hallgatókkal csak interneten keresztül kommunikáltunk. Meglátásom szerint ez az online kommunikáció és a csoporton belüli feladatok (online) kiosztása és megbeszélése jobban ment idén, mint a tavalyi évben. A négy projektmunka során bízom benne, hogy a hallgatók a Solid Edge és a FLOEFD kezelésén kívül még kaptak egy kis pluszt a csoportmunka szervezéséből és ütemezéséből és az itt tanultakat mind a szakdolgozatuk megírásánál és prezentálásánál fel tudják majd használni.

Beosztás: Ügyféltámogató mérnök
Szakterületek: Szimulációs szoftverek

Szakmai életút:

Az Enterprise Group-nál a szimulációs termékek (végeselem, áramlástan és kinematika) és a Solid Edge terméktámogatása a feladatom.

Gépészmérnöki diplomámat a Dunaújvárosi Főiskolán szereztem, és ugyanitt (már Dunaújvárosi Egyetem néven) végeztem el a mesterképzést, melyet követően az Óbudai Egyetem Biztonságtudományi Doktori Iskolának voltam hallgatója, ahol ikerturbinák áramlástani szimulációjával foglalkoztam. Már a BSc-s képzés alatt is elkezdtem szimulálni, de igazán az első munkahelyemen kezdtem el ezzel foglalkozni, és azóta is szimulálom (a munkát).

 

A szerző további cikkei »