Adéla Arvajová, Ústav chemického inženýrství VŠCHT Praha
Modelování porézního média na základě dat z rentgenové mikrotomografie.
Filtr pevných částic je zařízení používané ve výfukovém potrubí dieselových a nově také benzínových automobilů. Jak název napovídá, slouží k zachycení pevných částic, které vznikají v motoru jako produkt nedokonalého spalování. Zařízení je tvořeno sítí rovnoběžných kanálků, které mají vždy jeden konec zaslepený, aby byl proudící plyn obsahující částice (saze) nucen projít porézní stěnou filtru. Tím však vzrůstá tlaková ztráta ve výfukovém potrubí.
Materiál použitý k výrobě filtrů pevných částic musí splňovat vysoké požadavky na mechanickou a tepelnou odolnost a vykazovat dostatečnou filtrační účinnost. Pro výběr vhodného materiálu filtru je zapotřebí provést poměrně rozsáhlý soubor měření a experimentů, což je časově i finančně náročné. Užitečný nástroj v těchto případech je modelování porézního média v mikroměřítku na základě znalosti charakteristiky materiálu z dostupných analytických metod, jako je elektronová mikroskopie či rentgenová tomografie.
V rámci této studie byla k dispozici data z rentgenové mikrotomografie obsahující údaje o jednotlivých voxelech v podobě čísel od 0 do 1 v rozlišení 1,08 $\mu$m na 1 hranu voxelu. Pro vygenerování souboru blockMeshDict potřebného k vytvoření výpočetní sítě utilitou blockMesh pro OpenFOAM byl vytvořen program GeomGen v jazyce Fortran, neboť nebylo možné sehnat dostupný komerční software pro tento specifický případ. Na vzniklé výpočetní síti bylo studováno proudění a tlaková ztráta za použití řešiče simpleFoam.