Měření a simulace vlivu vícefázového proudění na optický svazek v omezeném prostoru

Abstract

V diplomové práci bude využita teorie pro popis šíření optického svazku atmosférou, vlivů atmosféry na optický bezvláknový spoj, teorii měření počtu částic v prostoru, popis turbulentních modelů a definici měřených částic pro numerický model. Druhá část práce vychází z teoretické části, kdy pomocí měření počtu aerosolů s přístroji SMPS a OPS zjišťujeme četnost měřených aerosolů. Vliv měřených aerosolů a turbulentního proudění na optický bezvláknový spoj zjišťujeme pomocí detekovaného optického výkonu. Cílem diplomové práce je měření četnosti aerosolů, které způsobují rozptyl optického svazku v uzavřeném prostoru, porovnání výsledků s teoretickými předpoklady pro použité vlnové délky. Dalším bodem je vytvoření numerického modelu, který bude mít za cíl nahradit měřící přístroje SMPS a OPS, kdy pomocí programu ANSYS Fluent simulujeme hmotnostní rozložení aerosolů a jejich hustotu v numerickém modelu při použití vhodného turbulentního modelu. Numerický model bude porovnáván s reálným měřením četnosti aerosolů.

This diploma thesis deals with theory of optical beam in atmosphere, atmosphere effects on the FSO, theory of aerosol measuring in space, description of turbulent models and definition of aerosol measured for numerical model. The second part results from theoretical part when we find out the frequency of measured aerosols measuring particles by SMPS and OPS devices. We determine the influence of the measured aerosols and turbulent flow on the FSO using the detected optical power. This study has three major objectives: (1) to measure rate of aerosols that cause scattering of optical beam in the limited space, (2) to compare results with theoretical expectations for used wavelengths, (3) to create a numerical model that will aim to replace SMPS and OPS devices using ANSYS Fluent program to simulate the mass distribution of aerosols and their density in numerical model using suitable turbulence model.The final step is to compare the numerical model from ANSYS Fluent with the real measurement of frequency of aerosols.