Önállófeladat(BSc),Projektfeladat(MSc), Szakdolgozat(BSc ... · A Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék feladatai között találhatók BSc szakdolgozat és MSc diplomatervszintű

Önálló feladat (BSc), Projektfeladat (MSc),Szakdolgozat (BSc), Diplomaterv (MSc),Hemodinamika féléves feladat témák

2017/18 Őszi félév

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék

2017. szeptember 14.

Kedves Kollégák,

az alábbi lista tartalmazza a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékek által kiírt féléves feladatok,témák kiírásait. Minden feladat végén megtalálható, hogy milyen tárgyból, melyik képzésen aján-lottuk, de ettől természetesen adott esetben el is lehet térni. A feladat választásánál vegyék figye-lembe, hogy:

• A gépész BSc Folyamattechnika szakirányának BMEGEVGAG06 kódú kurzusát anégy tanszék közösen írta ki, így az ezt a tárgyat felvett hallgatók a a tanszékek által kiírtösszes kiírás közül válogathatnak. A tárgyon belül meghirdetett 4 kurzus közül, kérem,mindenki az válassza, amelyik tanszéken a feladatát választotta! (Ez fontos, a kiküldöttüzenetek, prezentáció szervezése szempontjából.)

• A gépész BSc Folyamattechnika szakirányának BMEGEVGAG08 kódú tárgyát azÁramlástan és a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékek közösen írták ki, így az ezta kurzust felvett hallgatók ezen két tanszék témái közül válasszanak!

• A gépész MSc Áramlástechnika szakirányának BMEGEVGMKF1 kódú tárgyát aHidrodinamikai Rendszerek Tanszék írta ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók aHidrodinamikai Rendszerek Tanszék témái közül válasszanak!

A feladatokra a megjelölt konzulensnél kell jelentkezni a szorgalmi időszak első hetének végéig(azaz 2017. szeptember 8-ig).A tárgy teljesítésének feltétele a félév végén 10 perces prezentáció tartása a féléves munkáról. Abeszámolókat a pótlási héten, vagy a vizsgaidőszak elején fogjuk tartani.

1

A Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék feladatai között találhatók BSc szakdolgozat és MScdiplomaterv szintű feladatok is, ezt a feladatok végén jeleztük. A Tanszékünkön szakdolgozni,diplomatervezni kívánó hallgatóknak mindenképpen a HDR Tsz. által kiírt (BMEGEVG... kez-detű tárgykódú) tárgyat kell felvennie. Azokra is igaz ez, akik külsős konzulensük, témájuk mellétanszéki témavezetőt választottak. A témaválasztás határideje a regisztrációs hét vége: 2017.szeptember 1., mivel az érdemi munkának már az első oktatási héten el kell kezdődnie.

Idén itt gyűjtöttük össze a Hemodinamika tárgy hallgatói számára ajánlott angol nyelvű félévesfeladatokat is, ezek a dokumentumban hátul külön is megtalálhatók. A tárgy keretén belül (2-3fős csoportokban kell feladatot választani, dolgozni); a feladatválasztás határideje a 4. oktatási hétvége: 2017. szeptember 30.

2

Tartalomjegyzék

Áramlástan Tanszék 7

Energetiakai Gépek és Rendszerek Tanszék 8

Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék 9

Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék 10

Örvényszivattyú állapotfelmérése rezgésdiagnosztikai módszerekkel —ELKELT . . . . . . 10

Akusztikusan gerjesztett gázbuborék gömbi stabilitásának vizsgálata . . . . . . . . . . . . 10

Optimális mérési pontok kijelölése városi vízhálózatokban . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Spektrál módszer alkalmazása az áramlástanban . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Nemnewtoni anyagok (szennyvizek) áramlásának numerikus vizsgálata egyenes csőben éscsőidomokban —ELKELT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Szennyvíz eredetű közeg hidrodinamikus kavitáció okozta degradációjának kísérleti vizs-gálata —ELKELT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Nemnewtoni közeg áramlási veszteségeinek kísérleti meghatározása csőidomban —ELKELT 12

Kajak körüli áramkép hullámzó vízfelszínen —ELKELT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Vízi sporteszköz áramlástani fejlesztése —ELKELT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Csúsztató feszültség számításának bizonytalansága —ELKELT . . . . . . . . . . . . . . . 13

Kontrasztanyag áramlás numerikus vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Ponthegesztő gépek vízhűtésének felülvizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Akusztikusan gerjesztett gőz/gáz buborék dinamikus viselkedésének vizsgálata . . . . . . 14

Hasáb körüli áramlás numerikus vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Nagy teljesítményű numerikus számítástechnika alapjai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Rezgésmérő eszközök vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Tranziens gázáramlások vizsgálata különböző numerikus módszerekkel . . . . . . . . . . . 16

Gázturbina és centrifugál kompresszor jelleggörbe gyakorlati alkalmazása . . . . . . . . . 16

3

Vízműhálózatmodell paraméterhangolása mérési eredmények alapján —ELKELT . . . . . 16

Állítógyűrű hatása nyomáshatároló szelep karakterisztikájára . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Forma 1-es hátsó szárny numerikus vizsgálata —ELKELT . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Motion Trajectory Generation for Commercial Vehicles Considering Vehicle CombinationDimensions —ELKELT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Forma 1-es első szárny CFD vizsgálata —ELKELT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Függőleges tengelyű szélturbina tervezése —ELKELT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Csőáramlás numerikus modellezése ipari kenőanyag közeg esetén —ELKELT . . . . . . . 18

Vízi erőmű koncepció analízise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Vérnyomásmérés közben összeroppanó érfal kísérleti vizsgálat —ELKELT . . . . . . . . . 18

Vérnyomásmérést befolyásoló tényezők vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Szennyvíziszap reológiai méréseinek elemzése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Kontrasztanyag áramlásának numerikus modellezése agyi aneurizmában . . . . . . . . . . 19

Tartályfenék mozgatás hidraulikus rendszer segítségével —ELKELT . . . . . . . . . . . . 20

Áramlástani jelenségek bemutatására alkalmas vízcsatorna tervezése numerikus és anali-tikus módszerek alkalmazásával . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Nyíltfelszínű csatorna térfogatáramának meghatározása többféle mérési elv alkalmazásával 20

Laboratóriumi hallgatói mérések tervezése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Folyadékhőmérséklet hatása szivattyú NPSH görbéjére —ELKELT . . . . . . . . . . . . . 21

Élhang módusainak numerikus kiszámítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Humán artériás érfal anyagjellemzőinek meghatározása Determination of material para-meters of a human arterial vascular wall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Perifériás és centrális artériás vérnyomáshullámok alaktani elemzése Morphological analy-sis of a peripheral and a central blood pressure waveform . . . . . . . . . . . . . . . 22

Perifériás és centrális artériás vérnyomáshullámok megváltozása stresszhelyzetben Changeof central blood pressure morphology during cold pressor test . . . . . . . . . . . . . 22

Nyomás és áramlás szimulációja a nyaki főverőér (arteria carotis) elágazásban CFD mo-deling of carotid bifurcation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4

Véráramlás 3D modellezése hiperelasztikus artériás érszegmentumban 3D simulation ofarterial blood flow using hyperelastic vessel model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Szemnyomás és vérnyomás összefüggés meghatározása Determination of relationship ofeye pressure and blood pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Szintetikus artériás vérnyomásgörbe előállítása, kisszámú, szemantikai jelentéssel bíró pa-raméter segítségével Generating synthetic arterial blood pressure waveforms basedon limited number of parameters with semantic meaning . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Szemcsés anyagok szegregációjának laboratóriumi vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

HDR Tsz. - Hemodinamika feladatok 26

Simulation of arterial blood flow using viscoelastic vessel model . . . . . . . . . . . . . . . 26

Uncertainties of time-averaged wall-normal related quantities due to surface model varia-tions in realistic aneurysm simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

CFD study on coronary arteries with stenosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Parabolic to Womersley profile transformation in straight pipe study . . . . . . . . . . . . 26

Modelling the buckling of the brachial artery during BPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Determination of material parameters of a human arterial vascular wall . . . . . . . . . . 27

Morphological analysis of a peripheral and a central blood pressure waveform . . . . . . . 27

Change of central blood pressure morphology during cold pressor test . . . . . . . . . . . 28

CFD modeling of carotid bifurcation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3D simulation of arterial blood flow using hyperelastic vessel model . . . . . . . . . . . . . 28

Determination of relationship of eye pressure and blood pressure . . . . . . . . . . . . . . 29

Generating synthetic arterial blood pressure waveforms based on limited number of para-meters with semantic meaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Department of Hydrodynamic Systems - Individual and final project topics 30

Experimental investigation of segregation of granular materials . . . . . . . . . . . . . . . 30

Design of laboratory measurements for educational purposes - RESERVED . . . . . . . . 30

Static stability analysis of pressure relief valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Hydraulic Analysis of a Water Distribution System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5

Parameter tuning of urban water distribution system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Optimal pressure measurement layout on an urban water distribution system . . . . . . . 31

Investigation of an airfoil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Measuring Affinity law on centrifugal pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Investigation of non-Newtonian fluid flow in shock absorber . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Mathematical modelling of shock absorber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6

Áramlástan Tanszék

Az Áramlástan tanszék témakiírásai megtalálhatóak honlapjukon, a következő linkre kattintva:http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/NEPTUN/FELADATKIIRASOK/2017-2018-I/

7

http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/NEPTUN/FELADATKIIRASOK/2017-2018-I/

Energetiakai Gépek és Rendszerek Tanszék

Az Energetikai Gépek és Rendszerek tanszék témakiírásai megtalálhatóak honlapjukon, a következőlinkre kattintva:http://www.energia.bme.hu/hallgatoi-feladat-temak

8

http://www.energia.bme.hu/hallgatoi-feladat-temak

Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

9

Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék

Örvényszivattyú állapotfelmérése rezgésdiagnosztikai módszerekkel —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Hajgató Gergely ([email protected]) , további konzulens(ek): Ba-kos Gábor, AxFlow Kft.

Ipari környezetben üzemelő örvényszivattyúk állapotfelmérésének és üzemfelügyeletének általáno-san elterjedt eszköze a rezgésdiagnosztika. A jelölt feladata mérések elvégzése és kiértékelése egy,a Tanszék ipari partnerénél üzemelő örvényszivattyún úgy, hogy azon a szokásos hidraulikai jel-lemzőkön túl rezgésgyorsulást is mér. Utóbbi jelből elő kell állítania a rezgésgyorsulás-spektrumot,melyből le kell vonnia a megfelelő következtetéseket a szivattyú állapotára vonatkozóan.

Bohár Dávid részére

Szakdolgozat BSc

Akusztikusan gerjesztett gázbuborék gömbi stabilitásának vizsgálataKapcsolattartó konzulens: Klapcsik Kálmán ([email protected])

Ha egy folyadékot nagy intenzitású és frekvenciájú ultrahanggal sugárzunk be, akkor a folyadék-ban jó közelítéssel gömbszimmetrikus buborékok keletkeznek, melyek buborékfelhőt (akusztikuskavitáció) alkotnak. Az akusztikusan gerjesztett buborékok összeroppanása extrém körülményeketidézhet elő, ami számos ipari alkalmazásban hasznosítható: több ezer Kelvin hőmérséklet (szo-nokémia), kaotikus viselkedés/keveredés (élelmiszeripar), lökéshullám (polimer láncok tördelése).Iparai alkalmazhatóság szempontjából fontos kérdés, hogy az akusztikusan gerjesztett buborékokmilyen paramétertartományon tekinthetők stabilnak. A stabilitás-vesztés egyik meghatározó oka abuborék gömb alakjának elvesztése. Ekkor a buborék felszínén a sorozatos összeroppanás hatásáraa felületi hullámok növekednek, ami a buborék szétesését eredményezi. A feladat során megismerke-dünk a számításra alkalmas matematikai modellekkel, majd MATLAB-ba implementáljuk azokat.Cél a gömbi stabilitás határainak feltérképezése.

Szükséges előismeretek: C++, Matlab

2 BSc és/vagy MSc hallgató részére

Szakdolgozat BSc, Önálló feladat

Optimális mérési pontok kijelölése városi vízhálózatokbanKapcsolattartó konzulens: Klapcsik Kálmán ([email protected])

Egy városi ivóvízhálózat megfelelő üzemeltetése érdekében elengedhetetlen a nyomásviszonyok mi-nél pontosabb ismerete. Bár a szivattyú nyomócsonkokon jellemzően rendelkezésre állnak nyomás-adatok, gyakran szükséges további mérőhelyek kijelölése is. A hálózat megfelelőm monitorozásaérdekben úgy kell kialakítani ezeket a mérési pontokat és/vagy mérési körzeteket, hogy a hálózatüzemállapotáról a lehető legtöbb információt kapjuk. A mérési pontok kijelölése vagy állandó mű-szerezés kiépítése során, vagy időszakos, átmeneti mérés (pl. hibakeresés vagy hidraulikai modellkalibrálása) miatt merül fel. A mérőműszereket a józan ész határain belül gyakorlatilag tetszőle-ges helyre telepítjük. A nehézséget az okozza, hogy korlátozott számú műszer áll rendelkezésre,

10

viszont a potenciális mérőhelyek száma több száz vagy ezer. A feladat során különböző stratégi-ákat dolgozunk ki a probléma megoldására. Az eljárások alkalmazhatóságát valós méretű városivízhálózatokon teszteljük.

Szükséges előismeretek: Matlab

2 BSc hallgató részére


Spektrál módszer alkalmazása az áramlástanbanKapcsolattartó konzulens: Klapcsik Kálmán ([email protected])

Az áramlástani jelenségek leírására és megértésére gyakran parciális differenciálegyenletet vagyegyenletrendszert kell megoldanunk. Ezeknek az egyenleteknek a legtöbb esetben nem létezik ana-litikus megoldása, ezért valamilyen numerikus módszert kell használnunk. A numerikus megoldás-nak a lényege, hogy az ismeretlen megoldást csak bizonyos pontokban (térbeli és időbeli hálón)határozzuk meg, így a folytonos megoldás függvényét egy pontsorozattal közelítjük. A legtöbb, ke-reskedelemben kapható és/vagy nyílt forráskódú szoftverek (ANSYS CFX, ANSYS Fluent, Open-FOAM) a térbeli közelítésre valamilyen alacsonyrendű módszert használ, például, három egymásmellett elhelyezkedő pontra illesztett másodrendű parabolával közelíti a folytonos megoldást. Azalacsony rend használata miatt a térbeli felosztásnak nagyon finomnak kell lennie, hogy a numeri-kus hibát megfelelően alacsony szinten tartsuk. Ezért ez a megközelítés nagyon erőforrás igényes.Ez a probléma a magasabb rendű közelítést használó megoldókkal, mint például spektrál módszerkiküszöbölhető. Ezek a módszerek a térbeli közelítést sok nagyságrenddel hatékonyabban oldjákmeg, mint a klasszikus, alacsonyrendű módszerek. Ez teszi lehetővé, hogy a turbulencia kutatásbangyakorlatilag ez az egyedüliként alkalmazott numerikus eljárás. A feladat során különböző áram-lástani problémákon keresztül megismerkedünk ennek a rohamosan tejredő és fejlődő módszerneka lelkivilágával.




Nemnewtoni anyagok (szennyvizek) áramlásának numerikus vizsgálata egyenescsőben és csőidomokban —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Dr. Csizmadia Péter ([email protected])

Az ipari gyakorlat során (erőműipar, élelmiszeripar) gyakran találkozhatunk nemnewtoni reológiájúanyagokkal, amelyeket szállítani kell a különböző technológiai lépésekben. Ezen anyagok szivattyú-zási veszteségei különösen függnek a reológiai és áramlástani tulajdonságoktól. A félévi feladatsorán a hallgató elsőként rövid irodalomkutatást végez szennyvíz közegek reológiai tulajdonságairavonatkozóan, majd numerikus módszerrel, ANSYS CFX környezetben vizsgálja a közegek veszte-ségtényezőit egyenes csőben és csőidomokban.

Szükséges előismeretek: ANSYS CFX

11

Bibok Máté

Szakdolgozat BSc

Szennyvíz eredetű közeg hidrodinamikus kavitáció okozta degradációjának kísér-leti vizsgálata —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Dr. Csizmadia Péter ([email protected]) , további konzu-lens(ek): Till Sára

Századunk egyik legfontosabb feladata a tiszta ivóvíz biztosítása minél több háztartás számára.Ehhez szükséges a nyers ivóvíz, illetve az ipari, valamint a kommunális eredetű szennyvíz káros-anyagtartalmának csökkentése, adott határérték alatt tartása. Erre léteznek már bevált, hagyo-mányosnak mondható megoldások (pl. klórozás, UV fertőtlenítés, stb.), amelyek mellett az elmúltnéhány évben megjelent a kavitációs víztisztítási technológia is; jóllehet mindez még főként gyerek-cipőben jár, kisminta kísérleteket jelent. A Tanszéken hosszú hagyománya van viszont a kavitációsalapkutatásnak, mind elméleti, mind kísérleti oldalról. A laboratóriumunkban továbbá rendelke-zésre áll egy kavitációs csatorna is, amelynek mérőterében könnyedén idézhető elő a kavitációsállapot. A munka során a hallgató az általa feldolgozott irodalmi források alapján kiválaszt egyolyan kontrasztanyagot, amelynek degradációját vizsgálni fogja; figyelembe véve mindennek mér-hetőségét, számszerűsíthetőségét. Vizsgálja a mérőtér geometriai kialakítását, és annak hatását adegradációra. A félév végén a munkáját egy prezentáció keretében mutatja be.

Szükséges előismeretek: -

Nagy Dániel (BSc hallgató)

Önálló feladat

Nemnewtoni közeg áramlási veszteségeinek kísérleti meghatározása csőidomban—ELKELTKapcsolattartó konzulens: Dr. Csizmadia Péter ([email protected])

Az ipari gyakorlat során (erőműipar, gyógyszeripar, szennyvízkezelés, stb.) gyakran találkozhatunknemnewtoni reológiájú anyagokkal, amelyeket szállítani kell a különböző technológiai lépésekben.Ezen anyagok szivattyúzási veszteségei különösen függnek a reológiai és áramlástani tulajdonságok-tól. A félévi feladat során a hallgató elsőként rövid irodalomkutatást végez nemnewtoni közegekreológiai tulajdonságaira vonatkozóan. Majd laboratóriumi mérőrendszert tervez, amely magábanfoglalja a szivattyút, a csőidomokat, a nyomás- és térfogatárammérőket, valamint a rendszer egyébelemeit. Megfelelő nemnewtoni közeget választ, meghatározza annak reológiai paramétereit. Eztkövetően próbaméréseket végez, majd a tapasztalatok levonása és azok kijavítása után meghatá-rozza az idomok veszteségtényezőit.


Deli Kristóf részére

Szakdolgozat BSc

12

Kajak körüli áramkép hullámzó vízfelszínen —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Hajgató Gergely ([email protected])

Hajók, hidak, egyéb vízbe merülő gépek és szerkezetek tervezése során – részben a kisminta kísérle-tek számát csökkentendő – egyre gyakrabban alkalmaznak számítógépes numerikus modelleket is.A hallgató feladata egy ilyen modell elkészítése egy kajakról úgy, hogy a hajót hullámzás is éri. Afeladatot szabadon hozzáférhető szoftverekkel kell megoldani.

Szükséges előismeretek: A munka megkezdéséhez az áramlástani numerikus modellezés elméletialapjainak ismerete szükséges. A félév során a hallgatónak programozási és Linux-kezelési alapokatkell elsajátítania, ezek ismerete előny, de nem szükséges.

1 BSc hallgató részére, Koncsár Balázsnak ajánlva

Szakdolgozat BSc

Vízi sporteszköz áramlástani fejlesztése —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Csippa Benjamin ([email protected])Ez egy javítás.

Vízi szárnyas sporteszköz áramlástechnikai elemeinek vizsgálata, az elemek tervezése és fejlesztése.

Szükséges előismeretek: MatLab, Ansys

Herjeczki Tamás részére

Diplomaterv MSc

Csúsztató feszültség számításának bizonytalansága —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Csippa Benjamin ([email protected])

Numerikus geometria alkotása Orvosi képekből számos szubjektív döntést igényel. A feladat, ezenszubjektív döntések vizsgálata a végleges geometrián. A feladat célja több realisztikus numerikusmodell alkotása ugyanazon alapgeometriára, melyeken később CFD szimulációkat végzünk.

Szükséges előismeretek: ANSYS felhasználói

Régeisz Benjámin részére

Szakdolgozat BSc

Kontrasztanyag áramlás numerikus vizsgálataKapcsolattartó konzulens: Csippa Benjamin ([email protected]) , további konzulens(ek): Dr.Paál György

Emberi artériás hálózat orvosi képalkotásához a klinikai gyakorlatban úgynevezett kontrasztanyagosvizsgálatot használnak. Ez azt jelenti, hogy a véráramba befecskendeznek egy olyan anyagot melyaz orvosi felvételen (röntgen, CT, ...) "kontrasztosan" megfigyelhető. A feladat ennek a folyamatnak

13

a numerikus (CFD) vizsgálata. http://www.imp.uni-erlangen.de/mri/img/projects/mrahead.png

Szükséges előismeretek: nincs, de affinitás a CFD megismerésére igen

2 BSc hallgató, külön problémán dolgozva

Szakdolgozat BSc

Ponthegesztő gépek vízhűtésének felülvizsgálataKapcsolattartó konzulens: Erdődi István ([email protected])Ez egy javítás.

A hallgató feladata egy ponthegesztő üzem vízhűtését ellátó kör áramlástani modellezése.

Kádár Fanni számára

Szakdolgozat BSc

Akusztikusan gerjesztett gőz/gáz buborék dinamikus viselkedésének vizsgálataKapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc ([email protected])

A legtöbb mérnöki alkalmazásban a kavitáció mint réteg kavitáció vagy mint buborék felhő je-lenik meg, és általában kerülendő káros jelenség. Az egyetlen buborék vizsgálata során kapotteredmények azonban jól használhatók egyes speciális tudományterületeken, mint például a roha-mosan fejlődő ultrahangos technológiában. Ilyen például az új polimerek kutatása polimer láncoktördelésével a buborék összeroppanása során keletkező lökéshullám segítségével; a keletkező, akártöbb ezer Kelvin fokos hőmérséklet kémiai reakciókat indíthatnak be így egy kicsi kémiai rektor-nak is használható; vagy akár az orvostudományban a rák kezelésének alternatív módja is lehet.A fent említett alkalmazások adták az ötletet, hogy egy harmonikusan (szinuszosan) gerjesztettbuborék vizsgálata során kapott eredmények értékes információval szolgálhatnak. A projekt sorána modern nemlineáris dinamika módszereinek alkalmazásával a különböző típusú buborék rezgéseitfogjuk meghatározni (periodikus, kaotikus). Cél, a gerjesztés paramétereinek függvényében (ampli-túdó, frekvencia) meg kell találni azokat a tartományokat, ahol a rezgés során extrém körülményekkeletkeznek, azaz, nagy nyomás, hőmérséklet vagy akár lökéshullám. Továbbá, az orvostudományialkalmazások során fontos a kiszámítható viselkedés, így a kaotikus tartományok feltérképezésévelezek elkerülhetőek. Habár a buborék geometriája nagyon egyszerű, de a fizikája és dinamikájarendkívül bonyolult!


BSc/MSc

Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc, Önálló feladat (BSc), Projekt feladat (MSc)

Hasáb körüli áramlás numerikus vizsgálataKapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc ([email protected])

Klasszikus áramlástani feladat egy hasáb körüli áramlás vizsgálata, a Reynolds szám és Strouhal

14

szám kapcsolatának feltérképezése, a leválási frekvenciák meghatározása. Ismert jelenség az ekkorkeletkező Kármán-féle örvénysor, amelynek megjelenése / elkerülése nemcsak áramlástani felada-tokban kerülhet elő, hanem pl. hidak, tornyok tervezésekor is. A félév során a hallgató numerikusmódszerrel, ANSYS CFX környezetben vizsgálja a problémakört. Fontos megjegyezni, hogy az egy-szerűnek tűnő geometria tanulás szempontjából nem hátrány, hanem ELÕNY! Ugyanis a bonyolultfeladatok során szinte elkerülhetetlen checkbox kombinációk próbálgatása helyett a tranziens áram-lások megértésére és egy tisztességes paramétertanulmány elvégzésére tudunk koncentrálni.


BSc/MSc

Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc, Önálló feladat (BSc), Projekt feladat (MSc)

Nagy teljesítményű numerikus számítástechnika alapjaiKapcsolattartó konzulens: Dr. Hegedűs Ferenc ([email protected])

Élvonalbeli kutatások területén manapság nélkülözhetetlen valamilyen nagy teljesítményű számí-tástechnika ismerete (HPC High Performance Computing). A modern processzorok magjainaksebességnövekedése manapság áthidalhatatlan nehézségekbe ütközik. Ezért fordultak a gyártóktöbb szálon való futtatás felé úgy, hogy egy processzor tokozásba több magot ültetnek lehetővétéve független feladatok párhuzamos feldolgozását. Tudományos számítások területén a többmagosfelhasználás valójában már az 1970-es években elkezdődött a CRAY szuperszámítógép megépíté-sével. Ezeknek a megoldásoknak a lényege (valójában számtalan verzió létezik), hogy ugyanazt aműveletet hajtjuk végre különböző adatokon egymástól függetlenül, párhuzamosan (SIMD SingleInstruction Multiple Data). Egyszerű példa ilyen számításokra a tudományban a különböző vektor-vektor, vektor-mátrix és mátrix-mátrix műveletek. Gondoljunk csak pl. két vektor összeadására,melynél az egyes elemek összeadását könnyedén szét lehet osztani és kiporciózni különböző szálakra,amit más-más mag hajt végre. Az elmúlt években rohamosan terjed a professzionális videokártyák(GPGPUk) felhasználása tudományos számításokban. Ugyanis, egy egyszerű, anno kb. 300ezerForintba kerülő, tanszékünkön megtalálható Nvidia Titan Black GTX videokártya dupla pontoslebegőpontos számítási teljesítménye kb. 1/3-a BME szuperszámítógép teljesítményének. Az ilyenmegoldások akkor hatékonyak, ha a feladatot több ezer vagy akár millió egymástól független, egy-szerű feladatra tudjuk szétbontani. A félév során az ilyen rendszerek megismerését tűzzük ki célul.Előkövetelmény az érdeklődés és lelkesedés. A témát elsősorban olyan diákoknak ajánlom, akikethosszú távon érdekel a szupercomputing és a massively parallel computing, ugyanis egy félév alattvalós méretű összetett problémákat nem fogunk tudni megoldani, csak egyszerű mintapéldákat.


BSc/MSc

Önálló feladat (BSc), Projekt feladat (MSc)

Rezgésmérő eszközök vizsgálataKapcsolattartó konzulens: Kalmár Csanád ([email protected])

A feladat a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék laboratóriumában található rezgésgyorsulás-mérők,

15

mérőerősítők és a hozzájuk tartozó kiértékelő szoftver tanulmányozása, tesztelése, dokumentálása.A munka során megismerkedünk alapvető méréstechnikai eszközökkel, fogalmakkal, módszerekkel,valamint belekóstolunk a rezgésdiagnosztika témakörébe is.

Szükséges előismeretek: Alapvető Matlab ismeretek (plot, file I/O)

1-2 BSc vagy Msc hallgató részére

Szakdolgozat BSc, Önálló feladat (BSc), Projekt feladat (MSc)

Tranziens gázáramlások vizsgálata különböző numerikus módszerekkelKapcsolattartó konzulens: Kalmár Csanád ([email protected])

A szakirodalomban számos megoldó található az összenyomható áramlások alapegyenleteinek meg-oldására. Ezek között azonban nincs általánosan jó módszer, mindegyik 1-1 speciális esetre al-kalmas. A feladat a különböző megoldók áttekintése, implementálása numerikus környezetben,tesztelése többféle esetre (dokumentáció készítése).

Szükséges előismeretek: Valamilyen programozói felület (Matlab, C++, stb.) alapos ismerete.

1 MSc hallgató részére

Diplomaterv MSc, Projekt feladat (MSc)

Gázturbina és centrifugál kompresszor jelleggörbe gyakorlati alkalmazásaKapcsolattartó konzulens: Erdődi István ([email protected])

-

Kresz Lea részére

Szakdolgozat BSc

Vízműhálózatmodell paraméterhangolása mérési eredmények alapján—ELKELTKapcsolattartó konzulens: Hős Csaba ([email protected])

A projekt során egy valós vízműhálózat modell bizonytalan paramétereit (fogyasztás és/vagy cső-súrlódás) hangoljuk valódi mérések alapján, matematikai módszerekkel.

Szükséges előismeretek: Staci program használata és Matlab/C++ programozási ismeretek.

2 db BSc hallgató

Szakdolgozat BSc, Önálló feladat (BSc)

Állítógyűrű hatása nyomáshatároló szelep karakterisztikájáraKapcsolattartó konzulens: Hős Csaba ([email protected])

A projekt kidolgozása során nyomáshatárolószelep állítógyűrűjének különböző helyzetei mellett

16

vizsgáljuk a szelep jelleggörbéit. A munkához ANSYS CFX szoftvert használunk. 2 hallgató eseténtranziens szimulációkat is végzünk.

Szükséges előismeretek: ANSYS CFX felhasználói szintű ismerete.

1/2 db MSc hallgató


Forma 1-es hátsó szárny numerikus vizsgálata —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Gráf Mihály ([email protected])

-


Szalontai Tibor részére

Szakdolgozat BSc

Motion Trajectory Generation for Commercial Vehicles Considering Vehicle Com-bination Dimensions —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Gráf Mihály ([email protected])

-


Németh Márk részére

Diplomaterv MSc

Forma 1-es első szárny CFD vizsgálata —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Gráf Mihály ([email protected])

A cél egy adott első szárny geometriájának CFD modellezése és szimulációk végzése. A geometriaCAD formátuma rendelkezésre áll.

Szükséges előismeretek: ANSYS és Solidworks alap(ismerete) szükséges

1 BSc/MSc hallgató részére


Függőleges tengelyű szélturbina tervezése —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Gráf Mihály ([email protected])

A cél egy H-Darrieus típusú szélturbina megismerése és alapméreteinek áramlástechnikai tervezése.

17

Szükséges előismeretek: ANSYS Design Modeler, CFX valamint Matlab (esetleg Excel) ismeretszükséges

1BSc hallgató részére


Csőáramlás numerikus modellezése ipari kenőanyag közeg esetén —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Dr. Csizmadia Péter ([email protected]) , további konzu-lens(ek): Czunyi Zoltán, [email protected]

Az ipari indíttatású feladat során a hallgató kenőanyagok (zsírok) hosszú csőben történő mozgatásá-nak numerikus modellezésével foglalkozik (meglévő ipari konstrukció alapján). Áttekinti a fellelhetőirodalmat, és megismeri a csőben történő áramlás numerikus modellezési lehetőségét. Létrehozza amodelleket, elvégzi a szükséges számításokat. Vizsgálja, hogy mennyi idő alatt ér körbe az anyag azadott rendszerben, mekkora a veszteség és a költségvonzat. Majd ezt összehasonlítja egy új, rövi-debb anyagúttal rendelkező konstrukcióval, a már meglévő szivattyúhoz. Elemezi, hogy mennyivelcsökken a szállítási idő és költség. A munkáját a dokumentációt megírásával fejezi be.


Pete József, BSc szakdolgozó hallgató

Szakdolgozat BSc

Vízi erőmű koncepció analíziseKapcsolattartó konzulens: Dr. Paál György ([email protected]) , további konzulens(ek): GráfMihály

A feladat célja egy feltaláló erőművi koncepciójának komplex analízise, elméleti számítások és CFDsegítségével.


1BSc/MSc hallgató részére


Vérnyomásmérés közben összeroppanó érfal kísérleti vizsgálat —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Till Sára ([email protected])

A mandzsettás vérnyomásmérés során megjelenő Korotkoff hangok eredetéről két elmélet létezik: 1)az érfal összeroppanásának majd újra kinyílásának periodikus, mechanikai eredetű zaja; 2) áramlásieredetű zaj. A korábban a jelenség vizsgálatára elkészített mérőberendezésen több fejlesztésre,pontosításra szoruló részlet van. A feladatban a kísérleti elrendezést kell a tapasztalatok alapjánmódosítani, megépíteni, felműszerezni; elvégezni a próbaméréseket.


18

1 vagy 2 BSc hallgató

Önálló feladat (BSc), Projekt feladat (MSc), Hemodinamikai féléves feladat (MSc)

Vérnyomásmérést befolyásoló tényezők vizsgálataKapcsolattartó konzulens: Till Sára ([email protected])

A tanszéken rendelkezésre álló mandzsettás vérnyomásmérő berendezésen szimultán mérhető a man-dzsettanyomás, detektálható a higanyoszlop mozgása és eközben a sztetoszkópon hallható hangokis. A feladat célja a megfeszített/ lazán tartott felkar esetén mért vérnyomásgörbék elemzése. Eh-hez a szükséges a laborberendezésen nagyszámú mérés elvégzése és azok kiértékelése statisztikaimódszerek használatával.

BSc

Szakdolgozat BSc, Önálló feladat (BSc), Projekt feladat (MSc), Hemodinamikai féléves feladat(MSc)

Szennyvíziszap reológiai méréseinek elemzéseKapcsolattartó konzulens: Till Sára ([email protected]) , további konzulens(ek): Dr. CsizmadiaPéter

A szennyvíziszap nemnewtoni reológiai tulajdonságú közeg, áramlási tulajdonságait nagyban meg-határozza az anyag minősége. Két különböző módon kezelt, több héten keresztül megfigyelt szenny-víziszap reológia görbéi állnak rendelkezésre. A feladat célja a görbék elemzése: alkalmas reológiaimodellek kiválasztása, modellparaméterek meghatározása görbeillesztési módszerekkel, időbeli ten-denciák, hasonlóságok/különbözőségek feltárása. Az elemzés során kapott anyagjellemzőket későbbiCFD vizsgálatok bemenő paramétereiként szeretnénk hasznosítani.

Szükséges előismeretek: MatLab felhasználói szintű ismerete

BSc / MSc hallgató

Szakdolgozat BSc, Önálló feladat (BSc), Projekt feladat (MSc)

Kontrasztanyag áramlásának numerikus modellezése agyi aneurizmábanKapcsolattartó konzulens: Csippa Benjamin ([email protected])

NaN

Szükséges előismeretek: nincs

Bicskei Levente részére

Projekt feladat (MSc)

19

Tartályfenék mozgatás hidraulikus rendszer segítségével —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Till Sára (NaN) , további konzulens(ek): Kovács Viktor, HDRA Tech-nológiai Szolgáltató Kft.

NaN

Pádár Beáta részére

Szakdolgozat BSc

Áramlástani jelenségek bemutatására alkalmas vízcsatorna tervezése numerikusés analitikus módszerek alkalmazásávalKapcsolattartó konzulens: Gulyás András ([email protected])

A feladat megoldása során egy vízzel működő csatorna megtervezése lesz a feladat, amelyben áram-lásmegjelenítő folyadék alkalmazásával a mérőtérben elhelyezett testek körüli áramlásokat lehetmegfigyelni. A feladat fő részében a csatorna konfúzorának és mérőterének áramlástani optimali-zálására történik CFD ANSYS szoftver segítségével. Továbbá meg kell vizsgálni az áramlásmeg-jelenítő folyadék alkalmazásának módját és végül javaslatot kell tenni a csatorna többi eleménekkialakítására analitikus számítás elvégzésével illetve egyszerűsített koncepcionális terv formájában.

Szükséges előismeretek: Áramlástan alapjai, Áramlástechnikai gépek, CFD BSc

1 BSc vagy 1 MSc

Szakdolgozat BSc, Diplomaterv MSc

Nyíltfelszínű csatorna térfogatáramának meghatározása többféle mérési elv al-kalmazásávalKapcsolattartó konzulens: Gulyás András ([email protected])

A feladat megoldása során egy üzembe helyezett nyíltfelszínű csatornában kell méréseket végezni apontos térfogatáram meghatározására. A hallgatónak a térfogatáram mérést többféle rendelkezésreálló mérési módszerrel kell elvégeznie a csatorna különböző munkapontjaiban. A mérések elvégzésétaz eredmények megértése, kiértékelése és a többféle módszer összevetése követi továbbá javaslattétela térfogatáram egyéb meghatározásnak módjára.

Szükséges előismeretek: Alap áramlástani és áramlástechnikai mérési ismeretek

1 BSc

Szakdolgozat BSc

Laboratóriumi hallgatói mérések tervezéseKapcsolattartó konzulens: Gulyás András ([email protected])

A feladat során a hallgatók egyenként vagy csoportosan végezik el a felsorolt mérések egyikénekmegtervezését, szükség esetén a terv és gyártási dokumentációt és egyszerűbb mérőstand esetében

20

annak megépítését és beüzemelését. A feladat fő célja, hogy a megépített mérőstand képes legyenaz adott alap áramlástani vagy fizikai elv bemutatásra, számszerű mérésére. A választható témák:Bernoulli-elv, Coriolis-erő, Kontinuitás-elv, Ülepedési sebesség mérés, Úszó test stabilitásának meg-határozása

Szükséges előismeretek: Alap áramlástani és áramlástechnikai mérések

Témánként max. 2 fő BSc vagy 2 fő MSc


Folyadékhőmérséklet hatása szivattyú NPSH görbéjére —ELKELTKapcsolattartó konzulens: Hős Csaba ([email protected])

Ez a projekt tisztán kísérleti. Arra vagyunk kíváncsiak, hogy egy szivattyú NPSH görbéje hogyanmódosul, ha a szállított közeg hőmérséklete emelkedik. Ennek érdekében a tanszéki laboratórium-ban található ÖC szivattyú mérőállomást kiegészítjük fűtőberendezéssel ill. szívóoldali tolózárral.A munka során leszívási görbéket mérünk 20, 40 és 60 C-on.

Szükséges előismeretek: Nincs

2 BSc hallgató


Élhang módusainak numerikus kiszámításaKapcsolattartó konzulens: Nagy Péter ([email protected])

Az élhang az egyik legalapvetőbb aeroakusztikai jelenség. Ez egy szabadsugárból és a vele szembehelyezett ékből áll, amiben az áramlás lengeni kezd erős hang kíséretében. Ennek segítségéveladnak ki hangot többek közt a fúvós hangszerek. A hallgató feladata ezen lengések kiszámításaegy nyílt forráskódú program, a Nektar++ segítségével. A feladat megoldásához programozni nemkell tudni, viszont erős matematikai és CFD alapismeretek szükségesek vagy komoly érdeklődésirántuk.

Szükséges előismeretek: Matlab előny, de nem szükséges CFD ismeretek

1 MSc hallgató


Humán artériás érfal anyagjellemzőinek meghatározása Determination of mate-rial parameters of a human arterial vascular wallKapcsolattartó konzulens: Tóth Brigitta ([email protected]) , további konzulens(ek): Hor-váth Tamás

Meglévő uni-/biaxiális erő-elmozdulás mérési adatok feldolgozása (nem igényel mérést). A megadottanyagmodellek paramétereinek meghatározása. Az anyagmodellek illeszkedésének meghatározása

21

és az optimális anyagmodell kiválasztása.

Evaluation of readily available uni-/biaxial force-displacement measurement results (no measure-ments required) Determination of material parameters for several given constitutive models. Fitmodel estimates to measurement results and select the optimal model based on goodness of fit.

2 BSc hallgató


Perifériás és centrális artériás vérnyomáshullámok alaktani elemzése Morpholog-ical analysis of a peripheral and a central blood pressure waveformKapcsolattartó konzulens: Horváth Tamás ([email protected]) , további konzulens(ek):Tóth Brigitta

Nem invazív (tonometriás) vérnyomáshullámok felvétele a nyaki (centrális) és csukló (perifériás)artériákról egy fiatal és egy idős alanyról. A tonometriás vérnyomásmérés a jelenleg létező legpon-tosabb nem invazív (azaz a beteg testébe szúrással vagy vágással behatoló orvosi beavatkozást nemigénylő) vérnyomásmérési módszer. A nyers adatok jelfeldolgozására (digitális szűrés, jelátlagolásés szegmentálás) alkalmas program elkészítése. A kalibrált nyomásgörbék klinikailag releváns pont-jainak és intervallumainak meghatározására alkalmas program elkészítése. A fiatal és az idős alanygörbe-paramétereinek összehasonlítása.

Carry out non-invasive blood pressure measurements over a central (common carotid artery onthe neck) and a peripheral (radial artery on the wrist) artery on a healthy young and elderlysubject. Tonometric blood pressure measurement is the most accurate non-invasive blood pressuremeasurement currently available, which does not require medical intervention by the patient’s bodyby penetrating or cutting. Write a code to process the raw pressure signals (digital filtering, signalaveraging and segmentation). Write a code to locate and identify clinically relevant points andtime intervals of the calibrated pressure waveforms. Compare the results acquired from the youngand elderly subject.

2 BSc


Perifériás és centrális artériás vérnyomáshullámok megváltozása stresszhelyzet-ben Change of central blood pressure morphology during cold pressor testKapcsolattartó konzulens: Horváth Tamás ([email protected]) , további konzulens(ek):Tóth Brigitta

Nem invazív (tonometriás) vérnyomáshullámok felvétele a nyaki (centrális) és csukló (perifériás)artériákról nyugalmi helyzetben és cold-pressor teszt (jeges vízbe mártott kéz) hatása alatt. Atonometriás vérnyomásmérés a jelenleg létező legpontosabb nem invazív (azaz a beteg testébe szú-rással vagy vágással behatoló orvosi beavatkozást nem igénylő) vérnyomásmérési módszer. A nyersadatok jelfeldolgozására (digitális szűrés, jelátlagolás és szegmentálás) alkalmas program elkészítése.Mutassa be, hogy miként változtatja meg a teszt a vérnyomásgörbék alakját, lefutását!

22

Carry out non-invasive blood pressure measurements over a central (common carotid artery onthe neck) and a peripheral (radial artery on the wrist) artery during resting and during coldpressor test (placing one hand into icy water). Tonometric blood pressure measurement is themost accurate non-invasive blood pressure measurement currently available, which does not requiremedical intervention by the patient’s body by penetrating or cutting. Write a code to process theraw pressure signals (digital filtering, signal averaging and segmentation). What changes inducedby the test in the shape/time-course of the recorded blood pressure waveforms compared to theresting state.

2 BSc hallgató


Nyomás és áramlás szimulációja a nyaki főverőér (arteria carotis) elágazásbanCFD modeling of carotid bifurcationKapcsolattartó konzulens: Horváth Tamás ([email protected]) , további konzulens(ek):Tóth Brigitta

A bal és a jobb carotis ágrendszer meglévő MRI (mágneses rezonancián alapuló képalkotó eljárás)képének feldolgozása CFD szimulációra alkalmas háló elkészítése szabadfelhasználású szoftverek(pl.: ITK-Snap, VMTK) segítségével. Nyomás peremfeltételek ismeretében CFD szimuláció készí-tése és futtatása (Ansys) merev falú csőrendszerben. A fali csúsztatófeszültség és annak megválto-zásának vizsgálata egy szívciklus során.

Generate 3D meshes for CFD simulations based on available MRI (magnetic resonance imaging)image sets of the left and right carotid arteries (neck arteries). Use freely available software suchas ITK-Snap and VMTK. By using available pressure boundary conditions, make and run CFDsimulation (Ansys) assuming rigid-walled pipes. Model the change of wall shear stresses during onecardiac cycle.

Szükséges előismeretek: Ansys felhasználói

2 MSc

Projekt feladat (MSc), Hemodinamikai féléves feladat (MSc)

Véráramlás 3D modellezése hiperelasztikus artériás érszegmentumban 3D simu-lation of arterial blood flow using hyperelastic vessel modelKapcsolattartó konzulens: Tóth Brigitta ([email protected]) , további konzulens(ek): HorváthTamás

Egyszerű tubuláris geometria hálójának elkészítése. Szinuszoid-alapú egyszerű nyomás peremfel-tétel megadása. Választott anyagmodellhez anyagjellemzők meghatározása már meglévő mérésiadatsor alapján. Folyadék-szilárdtest kapcsolt (FSI) szimuláció futtatása. Feszültség, alakváltozásjellemzők kiértékelése.

Generate a simple tubular mesh. Generate a simple, sinusoidal pressure boundary condition. De-terminate material properties for the chosen constitutive model of the arterial wall material. (Me-

23

asurement data line already exists.) Run a fluid-solid interaction (FSI) model Evaluate stress,displacement results from the simulation

Szükséges előismeretek: Ansys felhasználói (CFD és szilárdtestmechanikai modul egyaránt)

1 MSc hallgató


Szemnyomás és vérnyomás összefüggés meghatározása Determination of relati-onship of eye pressure and blood pressureKapcsolattartó konzulens: Horváth Tamás ([email protected]) , további konzulens(ek): TóthBrigitta

Nem invazív (tonometriás) szemnyomásmérés fiatal és idős alanyokról. A tonometriás szemnyomás-mérés a szem belsejében lévő folyadék nyomását meghatározó nem invazív (azaz a beteg testébeszúrással vagy vágással behatoló orvosi beavatkozást nem igénylő) folyamat. (A megemelkedettszemnyomás mérhető például a glaukómában (zöldhályog)) Nem invazív (tonometriás) vérnyomás-hullámok felvétele a nyaki (centrális) és csukló (perifériás) artériákról egy fiatal és egy idős alany-ról. A tonometriás vérnyomásmérés a jelenleg létező legpontosabb nem invazív vérnyomásmérésimódszer. A nyers adatok jelfeldolgozására (digitális szűrés, jelátlagolás és szegmentálás) alkalmasprogram elkészítése. Vizsgálja meg, van-e összefüggés a szemnyomás és a vérnyomás jellegzetespontjai között.

Non-invasive (tonometric) eye measurement of a healthy young and elderly subject. Tonometricpressure measurement is a non-invasive process (i.e. not requiring medical intervention that in-volves penetrating or cutting into a patient’s body), which determines the pressure inside the eye.(High blood pressure is a risk factor for glaucoma.) Inclusion of non-invasive (tonometric) bloodpressure waves from the cervical (central) and wrist (peripheral) arteries on a young and an elderlysubject. Tonometric blood pressure measurement is the most accurate non-invasive blood pressu-re measurement method currently available. Create a suitable program for processing raw data(digital filtering, signal averaging and segmentation). Examine whether there is any correlationbetween the typical points of the eye and the blood pressure.

2 BSc hallgató


Szintetikus artériás vérnyomásgörbe előállítása, kisszámú, szemantikai jelentésselbíró paraméter segítségével Generating synthetic arterial blood pressure wave-forms based on limited number of parameters with semantic meaningKapcsolattartó konzulens: Horváth Tamás ([email protected]) , további konzulens(ek): TóthBrigitta

Ún. pliant görbék (1/x2 alakú) szerkesztése olyan paraméterek segítségével, amelyek megfeleltet-hetők az artériás hemodinamika egyes változóinak (szivfrekvencia, hullámterjedés és visszaverődés,perifériás érellenállás, érfalrugalmasság). A pliant görbék összefűzése a Dombi-féle diszjunkciós ope-rátor segítségével Az eredő szintetikus nyomásgörbe illesztése paraméter optimalizáció segítségével

24

mért artériás nyomáshullámokra Az illesztett szintetikus görbe-paraméterek biológiai értelmezésekülönféle élettani helyzetekben (pl. testmozgás hatására, fekvő, illetve álló testhelyzetben, eltérőlégzési ütem esetén) regisztrált nyomásgörbékre történt illesztést követően

Plot several 1/x2-shaped so called pliant curves based on a limited parameter-set, which can beattributed to several aspects of arterial hemodynamics such as heart rate, wave propagation andreflection, peripheral vascular resistance and vascular wall elasticity Join the pliant curves using theDombi disjunction operator Fit the synthetic waveform to measured blood pressure pulses usingparameter optimization Attempt to associate biological meaning to the model parameters by fittingthe synthetic curves to blood pressure waveforms collected from various physiological stimuli suchas workout, supine/standing position, different respiratory rates

1 MSc


Szemcsés anyagok szegregációjának laboratóriumi vizsgálataKapcsolattartó konzulens: Bibó András ([email protected])

Különböző méretű szemcséket tartalmazó elegyek rezgése során gyakran tapasztalható a nagyobbdarabok felszínre emelkedése, felúszása. Bár a szétosztályozódás (szegregáció) jelensége régóta is-mert, és leírására többféle magyarázat és modell is született, ezek egyike sem szolgáltat mindenesetre érvényes eredményt, ráadásul nemcsak a felúszási időt becsülik rosszul, hanem sokszor azelőrejelzésük is téves: bizonyos körülmények között a szimulációk alapján felúszást várnánk, mi-közben a valóságban lesüllyedést tapasztalunk. A probléma bonyolultságát mutatja, hogy - mivela jelenségre analitikus képlet nem ismert - a befolyásoló paraméterek halmaza sem egyértelműenlehatárolt. Az elvégzendő feladat a lehetséges paraméterek (szemcseméret, sűrűség, rugalmasság,súrlódási tényező, szemcsealak, stb.) közül a jelenséget ténylegesen befolyásoló tényezők kivá-lasztása, ezt követően pedig a mért eredmények alapján a függés jellegének meghatározása, azirodalomban ismert formulák ellenőrzése.


Önálló feladat

25

HDR Tsz. - Hemodinamika feladatok

Simulation of arterial blood flow using viscoelastic vessel modelKapcsolattartó konzulens: Dr. Ferenc Hegedűs ([email protected])

Understand the complex model consisting of hydrodynamic and viscoelastic equations. Find asuitable numerical scheme to solve the partial differential equation system. Simulate simple testcases with different boundary conditions.


Hemodynamics

Hemodinamikai féléves feladat (MSc)

Uncertainties of time-averaged wall-normal related quantities due to surface mo-del variations in realistic aneurysm simulationKapcsolattartó konzulens: Csippa Benjamin ([email protected])

Throughout the construction of numerical geometries from medical images one has to make varioussubjective decisions. The aim of this project is to calculate time-averaged quantities from transienthemodynamic simulations for aneurysm geometries.

Szükséges előismeretek: ANSYS


CFD study on coronary arteries with stenosisKapcsolattartó konzulens: Gyürki Dániel ([email protected]) , további konzulens(ek): CsippaBenjamin

The vessels that deliver oxygen-rich blood to the myocardium (heart) are the coronary arteries. Theaim of this study is to analyze certain concepts of modelling the blood flow in diseased (stenosed)coronary arteries.

Szükséges előismeretek: ANSYS, MatLab

1 Msc


Parabolic to Womersley profile transformation in straight pipe studyKapcsolattartó konzulens: György Paál ([email protected])

It is wellknown that in larger arteries the unsteady flow is well approximated by the the so- calledWomersley profile. This is an analytical solution of the flow generated by a periodic pressuregradient in a cylindrical rigid- walled tube in infinite series form. In practical flow simulationsoften a parabolic velocity profile is given as an inlet boundary condition. The peak or the average

26

velocity of the parabolic profile changes according to a given volumetric flow rate-time function.The task is to determine the straight pipe length within which the time-dependent parabolic profiletransforms into a Womersley profile. How is this influenced by a bend?

Szükséges előismeretek: The task requires some knowledge of ANSYS CFX.

2 MSc hallgató részére


Modelling the buckling of the brachial artery during BPMKapcsolattartó konzulens: Sára Till ([email protected])

The displacement of the artery wall during expansion and buckling can be characterized with twononlinear differential equations (based on Babbs, 2015). For the model the material properties,geometrical data, transmural pressure and the initial conditions have to be defined. The task is tosolve numerically these equations using simple Euler method (using e.g. MatLab).

Szükséges előismeretek: MatLab

2 MSc Student


Determination of material parameters of a human arterial vascular wallKapcsolattartó konzulens: Tóth Brigitta ([email protected]) , további konzulens(ek): Hor-váth Tamás

Evaluation of readily available uni-/biaxial force-displacement measurement results (no measure-ments required) Determination of material parameters for several given constitutive models. Fitmodel estimates to measurement results and select the optimal model based on goodness of fit.

2 BSc hallgató


Morphological analysis of a peripheral and a central blood pressure waveformKapcsolattartó konzulens: Horváth Tamás ([email protected]) , további konzulens(ek):Tóth Brigitta

Carry out non-invasive blood pressure measurements over a central (common carotid artery onthe neck) and a peripheral (radial artery on the wrist) artery on a healthy young and elderlysubject. Tonometric blood pressure measurement is the most accurate non-invasive blood pressuremeasurement currently available, which does not require medical intervention by the patient’s bodyby penetrating or cutting. Write a code to process the raw pressure signals (digital filtering, signalaveraging and segmentation). Write a code to locate and identify clinically relevant points andtime intervals of the calibrated pressure waveforms. Compare the results acquired from the youngand elderly subject.

27

2 BSc


Change of central blood pressure morphology during cold pressor testKapcsolattartó konzulens: Horváth Tamás ([email protected]) , további konzulens(ek):Tóth Brigitta

Carry out non-invasive blood pressure measurements over a central (common carotid artery onthe neck) and a peripheral (radial artery on the wrist) artery during resting and during coldpressor test (placing one hand into icy water). Tonometric blood pressure measurement is themost accurate non-invasive blood pressure measurement currently available, which does not requiremedical intervention by the patient’s body by penetrating or cutting. Write a code to process theraw pressure signals (digital filtering, signal averaging and segmentation). What changes inducedby the test in the shape/time-course of the recorded blood pressure waveforms compared to theresting state.

2 BSc hallgató


CFD modeling of carotid bifurcationKapcsolattartó konzulens: Horváth Tamás ([email protected]) , további konzulens(ek):Tóth Brigitta Generate 3D meshes for CFD simulations based on available MRI (magnetic reso-nance imaging) image sets of the left and right carotid arteries (neck arteries). Use freely availablesoftware such as ITK-Snap and VMTK. By using available pressure boundary conditions, make andrun CFD simulation (Ansys) assuming rigid-walled pipes. Model the change of wall shear stressesduring one cardiac cycle.

Szükséges előismeretek: Ansys felhasználói

2 MSc


3D simulation of arterial blood flow using hyperelastic vessel modelKapcsolattartó konzulens: Tóth Brigitta ([email protected]) , további konzulens(ek): HorváthTamás

Generate a simple tubular mesh. Generate a simple, sinusoidal pressure boundary condition. De-terminate material properties for the chosen constitutive model of the arterial wall material. (Me-asurement data line already exists.) Run a fluid-solid interaction (FSI) model Evaluate stress,displacement results from the simulation

Szükséges előismeretek: Ansys felhasználói (CFD és szilárdtestmechanikai modul egyaránt)

1 MSc hallgató

28


Determination of relationship of eye pressure and blood pressureKapcsolattartó konzulens: Horváth Tamás ([email protected]) , további konzulens(ek): TóthBrigitta

Non-invasive (tonometric) eye measurement of a healthy young and elderly subject. Tonometricpressure measurement is a non-invasive process (i.e. not requiring medical intervention that in-volves penetrating or cutting into a patient’s body), which determines the pressure inside the eye.(High blood pressure is a risk factor for glaucoma.) Inclusion of non-invasive (tonometric) bloodpressure waves from the cervical (central) and wrist (peripheral) arteries on a young and an elderlysubject. Tonometric blood pressure measurement is the most accurate non-invasive blood pressu-re measurement method currently available. Create a suitable program for processing raw data(digital filtering, signal averaging and segmentation). Examine whether there is any correlationbetween the typical points of the eye and the blood pressure.

2 BSc hallgató


Generating synthetic arterial blood pressure waveforms based on limited numberof parameters with semantic meaningKapcsolattartó konzulens: Horváth Tamás ([email protected]) , további konzulens(ek): TóthBrigitta

Plot several 1/x2-shaped so called pliant curves based on a limited parameter-set, which can beattributed to several aspects of arterial hemodynamics such as heart rate, wave propagation andreflection, peripheral vascular resistance and vascular wall elasticity Join the pliant curves using theDombi disjunction operator Fit the synthetic waveform to measured blood pressure pulses usingparameter optimization Attempt to associate biological meaning to the model parameters by fittingthe synthetic curves to blood pressure waveforms collected from various physiological stimuli suchas workout, supine/standing position, different respiratory rates

1 MSc


29

Department of Hydrodynamic Systems - Individual and final pro-ject topics

Experimental investigation of segregation of granular materialsKapcsolattartó konzulens: András Bibó ([email protected])

In case of vibrating granular materials containing particles of different size, a frequently observedphenomenon is the emergence of larger particles. Though this phenomenon (called segregation)has been known for a long time and evoked several models and explanations, none of these serve auniversal solution valid for all kind of experiments. Furthermore, the expressions may not uniquelybe quantitatively erroneous, but their qualitative predictions may be misleading as well: undercertain circumstances, one would expect emergence of a particle while sinking can be observed in theexperiment. The complexity of the problem is reflected by the fact that - as no analytical expressionis known for the phenomenon the set of parameters influencing the phenomenon has not yet beenclearly determined. The project targets the collection of some parameters considerably influencingthe phenomenon, and based on the experimental results, the formulation of the dependency ofsegregation time on one or two influencing parameters.

2 students

Önálló feladat

Design of laboratory measurements for educational purposes - RESERVEDKapcsolattartó konzulens: Gulyás András ([email protected])

Student works on the optional project by oneself or part of the team. Students have to solve thefollowing tasks: design the measurement, make the production and plan documentation and finallyinstall the measurement (if the time ensures it). The main aim of the task is that the designedmeasurement configuration should be able to represent the actual physical and basic fluid principlesin measurable form.

Szükséges előismeretek: Áramlástani méréstechnikai alapok

Témánként max 2 fő BSc vagy 2 fő MSc


Static stability analysis of pressure relief valvesKapcsolattartó konzulens: Erdődi István ([email protected])

The shape of the oscillating body in a direct spring operated pressure relief valve determines itsopening and closing behaviour. The goal of this project is to estimate this effect on the lift and thestabilty by means of a simple analytical model based on analytical estimations and readily availablesimulation data.

1 BSc student


30

Hydraulic Analysis of a Water Distribution SystemKapcsolattartó konzulens: Dr. Péter CSIZMADIA ([email protected])

Literature survey. Learning the build-up and the graphical interface of the software staci. Comp-utation the hydraulics of the system and choosing a suitable pump for the given operational point.Modelling the hydraulic situation after changing a pipe because of a leakage. Determination theadequate size of a planned reservoir. Calculation the applicable revolution speed of the pump fora given average water consumption reduction. Summary of the work and drawing the conclusions.

Szükséges előismeretek: (Staci)

1 BSc student

Szakdolgozat BSc

Parameter tuning of urban water distribution systemKapcsolattartó konzulens: Csaba Hős ([email protected])

This project focuses on the parameter estimation of a real-life water distribution system based onmeasurements.

Szükséges előismeretek: Matlab/C++ and in-house "Staci" hydraulic modeling software.

1/2 BSc student


Optimal pressure measurement layout on an urban water distribution systemKapcsolattartó konzulens: Csaba Hős ([email protected])

The project focuses on finding the optimal pressure measurement points on an urban water dist-ribution system. We use a real-life system and find the most effective monitoring points based onits calibrated model.

Szükséges előismeretek: Matlab in-house hydraulic solver "staci".

1 MSc student


Investigation of an airfoilKapcsolattartó konzulens: Mihály Gráf ([email protected])

The main goal is to investigate a given airfoil geometry with the help of ANSYS CFX.

Szükséges előismeretek: ANSYS CFX, Solidworks

2 BSc students

31

Independent Study (BSc)

Measuring Affinity law on centrifugal pumpKapcsolattartó konzulens: Csanád Kalmár ([email protected])

According to the law of affinity the head of a centrifugal pump is proportional to the square ofthe rotational speed, and the flow rate is proportional to the rotational speed. The task is to takemeasurements on different rotational speeds on a centrifugal pump and prove that the affinity lawis valid in the measurement range.

2 BSc students


Investigation of non-Newtonian fluid flow in shock absorberKapcsolattartó konzulens: Péter Nagy-György ([email protected])

The operation principle of shock absorbers is simple: due to external forces pressure difference isapplied between chambers and the fluid starts to flow through the narrow gap and holes. Thecharacteristic of the shock absorber is influenced by the material properties of the fluid and theconstruction (e.g. shape and size of the gap). The aim of the project is to investigate the effect ofnon-Newtonian behavior on force-velocity characteristic. The first task is to build a mathematicalmodel to calculate volume flow rate through narrow gap by varying pressure gradient. The secondtask is to find several fluids which can be used in automotive industry (e.g. incompressible, tem-perature resistant). The third task is implement the rheological behavior of collected fluids intomathematical model and evaluate the differences on simulation results.

MatLab is neccessary

1-2 BSc students


Mathematical modelling of shock absorberKapcsolattartó konzulens: Péter Nagy-György ([email protected])

The operation principle of shock absorbers is simple: due to external forces pressure difference isapplied between chambers and the fluid starts to flow through the narrow gap and holes. Thecharacteristic of the shock absorber is influenced by the material properties of the fluid and theconstruction (e.g. shape and size of the gap). The flow through the gap can be assumed laminar,so the volume flow rate can be calculated analytically. The aim of the project is implement theflow equations into the one dimensional mechanical model. The fluid is assumed to be Newtonian,but it can be improved to non-Newtonian case too.

MatLab is neccessary

1-2 BSc students

32


33

Documents

Önállófeladat(BSc),Projektfeladat(MSc), Szakdolgozat(BSc ... · A Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék feladatai között találhatók BSc szakdolgozat és MSc diplomatervszintű