Detail předmětu

Výpočtové modely

FSI-QMOAk. rok: 2013/2014

Předmět Výpočtové modely pohonných jednotek má seznámit studenty s nejdůležitějšími soudobými výpočtovými modely aplikovanými při vývoji moderních pohonných jednotek a motorových vozidel. Důraz je kladen na matematické a fyzikální základy výpočtových modelů a programových prostředků, jakož i verifikaci výsledků výpočtového modelování adekvátními experimentálními metodami. Jsou probírány vybrané příklady problematiky řešení dynamiky pohonných jednotek, jako například. nestacionárně zatížená kluzná a valivá ložiska v pohonných jednotkách, dynamické modely pístní skupiny, vybrané způsoby řešení únavové životnosti nebo dynamika rotorů turbodmychadel.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství (ÚADI)

Výsledky učení předmětu

Předmět umožňuje studentům získat znalosti o soudobých výpočtových modelech, aplikovaných při vývoji pohonných jednotek a motorových vozidel. Student získá znalosti o moderních numerických metodách využívaných v oblasti řešení dynamiky pohonných jednotek a jejich subsystémů.

Prerekvizity

Maticový počet. Diferenciální a integrální počet. Diferenciální rovnice obyčejné a parciální. Technická mechanika, kinematika, dynamika, pružnost a pevnost. Fourierova analýza a Fourierova transformace. Základy metody konečných prvků.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu:
Orientace ve fyzikální podstatě řešených problémů a znalost praktického způsobu jejich řešení, vedoucí zejména k samostatné práci při následném zpracovávání diplomových prací a v inženýrské praxi po ukončení studia. Schopnost řešení problémů za pomocí výpočetní techniky a potřebného moderního softwarového vybavení. Podmínkou udělení zápočtu je samostatné vypracování zadaných úloh bez závažných nedostatků. Při jejich kontrole je prováděna průběžná kontrola studia.
Klasifikace:
Při zkoušce jsou hodnoceny výše uvedené znalosti s přihlédnutím zejména ke schopnostem samostatné práce. Kurz je zakončen kontrolním testem, případně i ústním pohovorem.
Do klasifikačního hodnocení se zahrnují:
1. Hodnocení práce ve cvičeních (samostatně vypracovaných úloh).
2. Výsledek písemné a ústní zkoušky.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se soudobými výpočtovými modely, které jsou pro řešení různých typů úloh aplikovány při vývoji motorových vozidel a pohonných jednotek. Úkolem předmětu je vyložit matematickou a fyzikální podstatu výpočtových modelů, které jsou pro jednotlivé problémy v současnosti zpracovány až do úrovně programových prostředků.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Výuka ve cvičení je povinná, kontrolu účasti provádí vyučující. Forma nahrazení výuky zameškané z vážných důvodů se řeší individuálně s garantem předmětu.

Základní literatura

STACHOWIAK, Gwidon W. a Andrew W. BATCHELOR. Engineering Tribology. 3. vyd. Boston: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2005. ISBN 0-7506-7836-4. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-ADI , 2. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do numerických metody
2. Aplikovaná tribologie
3. Kluzná ložiska
4. Valivá ložiska
5. Aplikované metody řešení únavového porušování
6. Dynamika klikového mechanismu I.
7. Dynamika klikového mechanismu II.
8. Dynamika pístní skupiny
9. Dynamika ventilových rozvodů
10. Dynamika pohonů ventilových rozvodů
11. Dynamika rotorů turbodmýchadel I.
12. Dynamika rotorů turbodmýchadel II.
13. Dynamika pohonných jednotek

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ondřej Maršálek, Ph.D.

Osnova

1. Technické výpočty a měření, sběr dat s využitím výpočetní techniky. Problémy kmitání a vibrací, zpracování dat.
2. Ortogonální a ortonormální báze funkcí. Diskrétní Fourierova analýza v reálném a komplexním oboru oboru - 1.část. Algoritmus výpočtu.
3. Diskrétní Fourierova analýza v reálném a komplexním oboru oboru - 2.část. Praktické provedení.
4. Diskrétní Fourierova analýza v reálném a komplexním oboru oboru - 3.část. Analýzy zadaných signálů.
5. Rychlá Fourierova transformace (FFT). Modifikace výsledků.
6. Použití "okének" při Fourierově transformaci.
7. Fourierova analýza tangenciálních tlaků.
8. Metoda konečných prvků (MKP), použití v automobilovém průmyslu. Typy řešených úloh. Propojení systémů CAD-MKP.
9. 3-D analýzy napjatosti a deformace pohybujících se součástí, praktický postup - 1.část. Import modelu, modelování vazeb.
10. 3-D analýzy napjatosti a deformace pohybujících se součástí, praktický postup - 2.část. Meshing. Okrajové podmínky.
11. 3-D analýzy napjatosti a deformace pohybujících se součástí, praktický postup - 3.část. Definování pohybu. Řešení. Zobrazení výsledků.
12. 3-D analýzy napjatosti a deformace pohybujících se součástí, řešení zadaných stavů - 1.část. Zadání zátěžného stavu, okrajové podmínky, zatížení.
13. 3-D analýzy napjatosti a deformace pohybujících se součástí, řešení zadaných stavů - 2.část. Výpočet, zhodnocení výsledků.