Zkušební virtuální stand vozidla 1.0

Podobné dokumenty
WP22: Human Centered Cabin Design (modely lidských faktorů a optimalizace hardwaru kabiny) Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním balíčku

WP22: Human Centered Cabin Design (modely lidských faktorů a optimalizace hardwaru kabiny) Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním balíčku

Ověřovací nástroj PENB MANUÁL

Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství Thermal Comfort Analyzer

Úterní seminář NÁSTROJ PRO SIMULACI TEPELNÉHO KOMFORTU V NEHOMOGENNÍCH PROSTŘEDÍCH

Systém větrání využívající Coanda efekt

BRDSM: Komplexní systém dynamického řízení kvality plynule odlévané oceli

Program for Gas Flow Simulation in Unhinged Material Program pro simulaci proudění plynu v rozrušeném materiálu

SVÁZÁNÍ FYZIOLOGICKÉHO MODELU S MODELEM TEPELNÉHO KOMFORTU

Rozvoj tepla v betonových konstrukcích

NUMERICKÝ MODEL NESTACIONÁRNÍHO PŘENOSU TEPLA V PALIVOVÉ TYČI JADERNÉHO REAKTORU VVER 1000 SVOČ FST 2014

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

BRDSM core: Komplexní systém dynamického řízení kvality plynule odlévané oceli

Testovací komora pro porovnávání snímačů tepelné pohody

Cirkulační vzduchový zemní výměník tepla

Manuál k programu IDP 1.0

THE APPLICATION OF MATHEMATICAL MODEL TO CALCULATE THE STABLE CLIMATE BY TERUNA SOFTWARE. Olga Navrátilová, Zdeněk Tesař, Aleš Rubina

Energetický ústav Odbor termomechaniky a techniky prostředí. Možnosti implementace vlastního kódu pro použití v simulačním software TRNSYS

Dlouhodobé zkoušení spalovacích motorů v1.0

Autorizovaný software DRUM LK 3D SOFTWARE PRO VYHODNOCENÍ MĚŘENÍ ODCHYLEK HÁZIVOSTI BUBNOVÝCH ROTAČNÍCH SOUČÁSTÍ

Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství ZAŘÍZENÍ PRO TERMOVIZNÍ MĚŘENÍ TEPLOTNÍCH POLÍ VE VZDUCHU UVNITŘ MALÝCH PROSTORŮ

SOFTWARE PRO STAVEBNÍ FYZIKU

Nápověda k systému CCS Carnet Mini

Univerzální prohlížeč naměřených hodnot

Vysoká škola technická a ekonomická V Českých Budějovicích. Energetický audit budov EAB. Seminář č. 4. Ing. Michal Kraus, Ph.D. Katedra stavebnictví

Národní metodika výpočtu energetické náročnosti budov. NÁRODNÍ KALKULAČNÍ NÁSTROJ NKN v /2010

Úprava naměřených stavů

MANUÁL VÝPOČTOVÉHO SYSTÉMU W2E (WASTE-TO-ENERGY)

Únosnost kompozitních konstrukcí

FORTANNS. 22. února 2010

POSTUPY SIMULACÍ SLOŽITÝCH ÚLOH AERODYNAMIKY KOLEJOVÝCH VOZIDEL

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - AutoSympo a Kolokvium Božek 2. a , Roztoky -

Vliv kapilární vodivosti na tepelně technické vlastnosti stavební konstrukce

Tepelnětechnický výpočet kondenzace vodní páry v konstrukci

Software pro modelování chování systému tlakové kanalizační sítě Popis metodiky a ukázka aplikace

Národní metodika výpočtu energetické náročnosti budov. NÁRODNÍ KALKULAČNÍ NÁSTROJ NKN v /2008

Prezentace: Tomáš Kupsa SEMINÁŘE DEKSOFT 2016 DEKSOFT 2016

KLIMATIZACE A PRŮMYSLOVÁ VZDUCHOTECHNIKA VYBRANÝ PŘÍKLAD KE CVIČENÍ II.

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr

Metodická pomůcka pro specifikaci dočasných opatření. doc. Ing. Pavel Šenovský, Ph.D. Ing. Pavlína Ježková

s. r. o. ATELIER EKOLOGICKÝCHMODELU VOZOVÝ PARK 2015 Aplikace pro výpočet dynamické skladby vozového parku

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Metoda Monte Carlo a její aplikace v problematice oceňování technologií. Manuál k programu

102FYZB-Termomechanika

Dynavix 10: Evidence jízd

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Modelování a simulace Lukáš Otte

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 9

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Univerzitní centrum energeticky efektivních budov, České vysoké učení technické, Buštěhrad

Reliance 3 design OBSAH

Případ data vozidla data trati 1. konstantní mění se 2. mění se konstantní

TEPELNĚ TECHNICKÉ POSOUZENÍ KONSTRUKCE - Dle českých technických norem

Zařízení pro testování vyústek kabin dopravních prostředků a hodnocení charakteru proudění

Uživatelský manuál mobilní aplikace My Connected Car

R-5602 DYNBAL_V1 - SOFTWARE PRO VYHODNOCENÍ DYNAMICKÉ NEVÝVAHY V JEDNÉ ROVINĚ ING. JAN CAGÁŇ ING. JINDŘICH ROSA

Nápověda k systému CCS Carnet Mini. Manuál k aplikaci pro evidenci knihy jízd

ENS. Nízkoenergetické a pasivní stavby. Cvičení č. 4. Vysoká škola technická a ekonomická V Českých Budějovicích

Výpočet potřeby tepla na vytápění

Příklady práce se software VZDUCH verze 1.2

Středoškolská technika SCI-Lab

OPERATIVNÍ TEPLOTA V PROSTORU S CHLADICÍM STROPEM

Modelování elektromechanického systému

Program slouží k provozní evidenci chemických látek, směsí, archivaci bezpečnostních listů a tvorbě rychlých přehledů.

Software pro formování dielektrika kondenzátorů

Pokyny pro obsluhu programu. EZZ01 File reader 1.3

Diplomová práce Prostředí pro programování pohybu manipulátorů

Autor: Ing. Martin Varga. Na formuláři zadání TEPELNÉ VAZBY přibyla v roletě další možnost možnost zadání tepelných vazeb:

VYUŽITÍ MATLABU PRO VÝUKU NUMERICKÉ MATEMATIKY Josef Daněk Centrum aplikované matematiky, Západočeská univerzita v Plzni. Abstrakt

5.4 Adiabatický děj Polytropický děj Porovnání dějů Základy tepelných cyklů První zákon termodynamiky pro cykly 42 6.

lindab comfort Krok za krokem manuál DIMcomfort 4.0

Nápověda a postupy. Instalace a aktivace PDF-XChange Viewer Pro. Instalace a aktivace software. Nápověda a postupy. 1 z

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - 7. GSŘ 2015, Herbertov 6. a

BIM & Simulace CFD simulace ve stavebnictví. Ing. Petr Fischer

Analýza sálavého toku podlahového a stropního vytápění Výzkumná zpráva

IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE ZAKÁZKY ZHOTOVITEL: Thákurova 7, Praha 6, IČO: , DIČ:

TERMOMECHANIKA PRO STUDENTY STROJNÍCH FAKULT prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. Brno 2013

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ

Kapitola 4. Tato kapitole se zabývá analýzou vnitřních sil na rovinných nosnících. Nejprve je provedena. Každý prut v rovině má 3 volnosti (kap.1).

Prostředky automatického řízení Úloha č.5 Zapojení PLC do hvězdy

Prezentace softwaru pro kladení desek z vakuových izolací (VIP)

Modelování zdravotně významných částic v ovzduší v podmínkách městské zástavby

Tabulka Tepelně-technické vlastností zeminy Objemová tepelná kapacita.c.10-6 J/(m 3.K) Tepelná vodivost

Uživatelský manuál k CRecorder ver. 3.1.

VYHLÁŠKA ze dne 22. března 2013 o energetické náročnosti budov

MODELOVÁNÍ. Základní pojmy. Obecný postup vytváření induktivních modelů. Měřicí a řídicí technika magisterské studium FTOP - přednášky ZS 2009/10

Numerické řešení proudění stupněm experimentální vzduchové turbíny a budících sil na lopatky

Návrh a simulace zkušební stolice olejového čerpadla. Martin Krajíček

Připojení přístroje A4101 k aplikaci DDS2000

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - AutoSympo a Kolokvium Božek až , Roztoky -

3D sledování pozice vojáka v zastavěném prostoru a budově

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - AutoSympo a Kolokvium Božek 2. a , Roztoky -

Vytápění BT01 TZB II - cvičení

OPTIMALIZACE PROVOZU OTOPNÉ SOUSTAVY BUDOVY PRO VZDĚLÁVÁNÍ PO JEJÍ REKONSTRUKCI

Neuronové časové řady (ANN-TS)

WP22: Human Centered Cabin Design (modely lidských faktorů a optimalizace hardwaru kabiny) Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním balíčku

Dílčí projekt: Systém projektování textilních struktur 1.etapa: tvorba systému projektování vlákno - příze - tkanina

Příloha 2 - Tepelně t echnické vlast nost i st avební konst rukce. s t a v e b n í s y s t é m p r o n í z k o e n e r g e t i c k é d o m y

Autor: Ing. Martin Varga

Transkript:

Zkušební virtuální stand vozidla 1.0 (VTSCC - Virtual Testing Stand of Car Cabin) pollo D: 26673 Datum: 26.11.2012 Typ projektu: R software utoři: POKORNÝ, J.; FŠER, J.; JÍCH, M. Popis a využití programu Program (vytvořený v Matlabu) je určen pro predikci tepelné zátěže kabiny automobilu během skutečných provozních podmínek na základě specifikace geometrie, materiálové skladby vozu a okrajových podmínek popisující jízdní data. Jízdní data obsahují popis aktuální polohy vozu, směru a rychlosti jízdy, dále pak meteorologická data (teplota, relativní vlhkost, intenzita slunečního záření na vodorovnou plochu), nastavení ventilace (teplota, vlhkost a množství přiváděného vzduchu) a počet lidí uvnitř vozu. Na základě těchto parametrů jsou vypočteny aktuální střední teplota vzduchu, jeho vlhkost, povrchové teploty uvnitř i vně vozu a také celková tepelná zátěž kabiny. Software umožní rychlý výpočet tepelné zátěže kabiny, jejich povrchových teplot a teploty vzduchu uvnitř. Tyto data lze využít při návrhu výkonu klimatizačních zařízení automobilů. nstalace programu Zkušební virtuální stand vozidla 1.0 je samospustitelná aplikace vytvořena v Matlabu 2012b. Po rozbalení archívu VTSCC_1_0.zip je nutné nainstalovat MCR compiler (64 bit. verze 2012). Po naistalování MCR je možné program spustit souborem VTSCC_1_0.exe. Odkaz pro stažení MCR: http://www.mathworks.com/products/compiler/mcr/ Technické a programové požadavky Hardwarové požadavky jsou stanoveny náročností programu MTLB. Softwarové požadavky: MTLB Compiler Runtime (MCR) 2012 a novější. Popis algoritmu Model kabiny se skládá ze soustavy bilančních rovnic popisující zákony zachování energie a hmoty a tepelné rovnováhy ve výpočetních uzlech. V modelu se vyskytují tři typy uzlů: Exteriér (index E v následujících rovnicích), nteriér (index ) a tzv. ir zone neboli zóna 1

s konstantním objemem vzduchu (index ), které jsou propojeny s okrajovými podmínkami. V modelu jsou tři typy okrajových podmínek: Okolní prostředí (bez indexu), Klimatizace a ventilace (V) a Člověk (H). Přenos tepla je tedy řešen zvláště pro vnější a vnitřní povrchy. Exteriér se skládá z deseti individuálních povrchů a každému z nich přísluší rovněž povrch interiéru. Uvnitř kabiny je uvažován pouze jeden objem vzduchu, v kterém je uvažováno dokonalé mísení vzduchu popsané zákonem zachování hmoty. Dohromady tedy model čítá 22 bilančních rovnic: Tepelná rovnováha 10x Exteriér, 10x nteriér a 1x ir zone + 1x zákon zachování hmoty. Schéma zachycující základní ideu modelu je na obr. 1. Obr. 1 Vlevo: schéma rozhraní programu Zkušební virtuální stand vozidla 1.0. Vpravo: schéma modulu pro výpočet přenosu tepla Tepelná rovnováha exteriéru kabiny [W] c E m E dte, (1) r, E c, E sr, E d, E Tepelná rovnováha interiéru kabiny [W] dt cm c, r, sr, d, E r, H, (2) Tepelná rovnováha v objemu vzduchu kabiny [W] m c dt, (3) c, V c, H c, Tepelná rovnováha člověka [W] Q m 100 Q r, H c, H 70 30 (4) 2

Zachovaní měrné vlhkosti vzduchu [kg] dx xv x dm m ( 1 x ) m H, H2 0 1 x (5) V Přiváděný vzduch vyústkami se dokonale mísí s objemem vzduchu v kabině a pro vlhkost vzduchu v kabině platí zákon zachování hmoty: Tepelná zátěž kabiny [W] Pasivní tepelná zátěž kabiny je dána součtem tepelných toků vedených skrz stěny kabiny Q, transmitovaných slunečním zářením d, Q a produkovaným lidským tělem E sr, Q. Pro H ustanovení tepelné rovnováhy v kabině automobilu je nutné, aby pasivní tepelná zátěž kabiny byla rovna tepelnému toku přicházejícímu se vzduchem z klimatizační jednotky, neboli Q 0. Pokud má pasivní tepelná zátěž kabiny kladné znaménko Q Q V d, E sr, H V d, E Qsr, QH 0, znamená to, že kabina přijímá teplo z okolí a je nutné ji ochlazovat 0. Podrobnější popis fyzikální podstaty modelu lze nalézt v disertační práci Svázání fyziologického modelu s modelem tepelného komfortu [1] dostupné na adrese: https://dspace.vutbr.cz/bitstream/handle/11012/736/phd%20thesis_pokorny.pdf?sequence=1. Popis nastavení a použití programu Vlastní ovládání modelu je velice jednoduché. Uživatel si v menu (obr. 2 vpravo nahoře) vybere typ vozu a jízdní data. Po stisknutí tlačítka NČT se do tabulek Geometrie, Materiálová skladba, Jízdní data, Okrajové podmínky načtou zvolená data ze vstupních csv souborů, které jsou uloženy ve složce EXTERNL). Tabulky slouží pouze pro vizualizaci dat, nikoliv editaci. Pokud chce uživatel zadat vlastní data, musí si vytvořit případně editovat příslušné vstupní soubory ve formátu csv. Dalším krokem je spuštění vlastní simulace tlačítkem SMULCE (start/stop). Po stisknutí tlačítka je zahájen výpočet řešení soustavy diferenciálních rovnic pomocí numerického řešiče ode15. Pod tlačítkem je uveden aktuální simulační čas v sekundách. Vlastní simulaci lze přerušit opětovným kliknutím na tlačítko SMULCE (start/stop) a ještě dalším kliknutím lze opět pokračovat ve výpočtu. Po řádném ukončení simulace se objeví údaj o době trvání výpočtu a záhy se objeví okno s výsledky simulace (obr. 3). Výsledky jsou uspořádány následovně: grafy v zeleném pozadí reprezentují nejdůležitější vstupní data, grafy ve žlutém pozadí naopak slouží k vizualizaci výsledných predikovaných veličin. Modře jsou v grafu znázorněny výsledky predikce modelu. Červeně jsou znázorněny naměřená data (validační nebo vstupní). Jízdní data, která popisují skutečná měření na reálném voze, jsou označeny v názvu jako VUT. Měření se v současné podobě modelu týkají pouze vozu Škoda Felicia Combi Dark blue. Škoda Felicia Combi Silver slouží jako demonstrativní případ studia vlivu změny materiálových vlastností na tepelnou zátěž kabiny. Uživatel má samozřejmě možnost si definovat libovolný vůz a jízdní data. 3

Zadávání nových vstupních dat: 1. Vytvoření nové složky v External/Car popisující typ vozu a nové složky v..external/drive - popisující jízdní data. 2. Vytvoření datových souborů BC.csv, Geometry.csv, Materials.csv, ViewFactors.csv. respektive TimeTable.csv. 3. Spuštění programu. Po spuštění programu se objeví nově zadané složky v nabídce menu a lze je načíst do tabulek následně provést simulaci. Popis vstupních souborů: (Typ vozu) BC.csv definice okrajových podmínek a hmotností jednotlivých částí Dpovrchu (1-10) exteriérové povrchy viz popis v tabulce Geometrie, (11-20) interiérové povrchy. Např. (1) - vnější povrch čelního skla, (11) - vnitřní povrch čelního skla MatD index materiálu (dle Materials.csv) z kterého se skládá daný povrch Cavity, irzone definice kavity a příslušného objemu vzduchu: 1 - venek,2 - vnitřek kabiny, 3 - motorový prostor, 4 - zadní kufr Sun typ slunečního záření: 0 - žádné, 1 - úplné, 2 - transmitované skrz skla, 3 - difúzní slun. záření POS/NEG orientace normály Geometry.csv parametry pro generování parametrizované geometrie kabiny Materials.csv definice materiálové skladby kabiny (tloušťka, tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita a radiační povrchové vlastnosti) ViewFactors.csv Tabulka úhlových faktorů, v současné podobě je nutné dopočítat pomocí jiného software, např. Viewfactors 1.0, nebo komerčním Star- CCM+ (Jízdní data) TimeTable.csv Data okrajových podmínek popisujících provozu automobilu (GPS data, ventilace, meteorologická data, počet lidí, apod.) 4

Vysoké učení technické v Brně Dokumentace grafického uživatelského rozhranní Obr. 2 Grafické rozhrání programu Zkušební virtuální stand vozidla 1.0 Obr. 3 Ukázka výsledků simulace programu Zkušební virtuální stand vozidla 1.0 5

Vazba na projekty Výzkumné centrum Netme CZ.1.05/2.1.00/01.0002 Cetrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka TE01020020 Licenční podmínky Využití výsledku jiným subjektem je v některých případech možné bez nabytí licence Kontaktní osoba ng. Jan Pokorný, Ph.D. +420 541 143 264, pokorny.j@fme.vutbr.cz Stažení a používání programu Program Zkušební virtuální stand vozidla 1.0 je možné stáhnou na stránkách: http://www.energetickeforum.cz/fsi-vut-v-brne/vysledky-vyzkumu Literatura [1] Pokorný J. Svázání fyziologického modelu s modelem tepelného komfortu. Brno: Vysoké učení technické v Brně,, Energetický ústav, Odbor termomechaniky a techniky prostředí, 2012. Disertační práce 164 s. [2] rici O., Yang S., Huang D., Oker E.: Computer Model for utomobile Climate Control System Simulation and pplication. nt.j. pplied Thermodynamics, Vol.2, (No.2), 1999, pp. 59-68 [3] Cihelka J.: Solární tepelná technika, Malina Praha 1994. [4] Konz M.: Generic Simulation of Energy Consumption of utomobile ir Conditioning Systems. Ph.D. thesis Port Elizabeth Technikon, 2002 [5] Theseus-FE: Theory Manual Version 4.0, P+Z Engineering GmbH Munich, 2011. vailable from WWW: <http://www.theseus-fe.com> [6] Wagner S.: dealisierte energetisch-analytische bbildungsmethode der Temperaturschichtung bei der passiven ufheizung in der Fahrzeugkabine, PKW- Klimatisierung V, Haus der Technik Fachbuch 107 Essen, 2009, pp. 94-110 Prohlašuji, že popsaný výsledek naplňuje definici uvedenou v Příloze č. 1 Metodiky hodnocení výsledků výzkumu a vývoje v roce 2012 a že jsem si vědom důsledků plynoucích z porušení 14 zákona č. 130/2002 Sb. (ve znění platném od 1. července 2009). Prohlašuji rovněž, že na požádání předložím technickou dokumentaci výsledku. V Brně dne 26. listopadu 2012. 6 ng. Jan Pokorný, Ph.D.