Detail předmětu

Modelování s využitím CFD I

FSI-K10Ak. rok: 2017/2018

Předmět poskytuje základní znalosti budoucím uživatelům softwarových nástrojů pro modelování proudění tekutin (CFD = Computational Fluid Dynamics = výpočtová dynamika tekutin). Studenti se ve výuce seznámí se základy dynamiky tekutin a metod používaných softwarovými nástroji pro numerické výpočty proudění. V rámci semestrálního projektu si studenti osvojí základní dovednosti při práci s výpočtovým software ANSYS Fluent (tvorba geometrie, síťování, řešení a zpracování výsledků).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Hájek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

Výsledky učení předmětu

Student se seznámí se základy modelování proudění tekutin a numerického řešení řídících rovnic a osvojí si základní dovednosti v práci s výpočtovým software (ANSYS Fluent).

Prerekvizity

Předpokládají se znalosti z bakalářského studia matematiky, fyziky a termomechaniky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou cvičení, které je zaměřeno na praktické zvládnutí látky.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet se uděluje za zpracování technické zprávy o řešení vybrané výpočtové úlohy s využitím bezplatné studentské verze software. Zpráva musí obsahovat popis řešeného problému, souhrn použitých metod a postupu řešení včetně nastavení okrajových podmínek, shrnutí a rozbor výsledků v grafické a alfanumerické podobě.

Učební cíle

Cílem předmětu je připravení studentů na efektivní práci se softwarem pro modelování proudění tekutin.

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

Podmínkou udělení zápočtu je pravidelná účast ve výuce. (To znamená účast alespoň v 10 cvičeních z celkových 13).

Doporučené volitelné složky programu

Prohloubení znalosti angličtiny, zejména schopnosti porozumět psanému textu.

Základní literatura

Anderson J.D. Computational Fluid Dynamics: The Basics with Applications. McGraw Hill, 1995
Patankar S.V. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Hemisphere Publishing Corporation, 1980
Versteeg, H.K., and Malalasekera, W. An introduction to computational fluid dynamics: The finite volume method. Longman Group Ltd., 1995

Doporučená literatura

V. Uruba, ‘Turbulence’, ČVUT v Praze, Fakulta strojní, 2014 (CS)
J. Warnatz, U. Maas, and R. W. Dibble, Combustion: physical and chemical fundamentals, modeling and simulation, experiments, pollutant formation, 4th ed. Berlin; Heidelberg: Springer, 2006. (EN)
M. F. Modest, Radiative Heat Transfer. New York: McGraw-Hill, 1993.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-PRI , 1. ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor M-PRI , 1. ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Cvičení s počítačovou podporou

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Hájek, Ph.D.

Osnova

1. týden: Seznámení s předmětem, ukázky z praxe
2. týden: Zákon zachování hmoty v tekutině
3. týden: 2. Newtonův zákon v tekutině
4. týden: Zákon zachování energie v tekutině
5. týden: Přenos látek v tekutině
6. týden: Vlastnosti řídících rovnic a jejich souvislost s typem proudění
7. týden: Fyzikální chování různých typů proudění; okrajové a počáteční podmínky
8. týden: Turbulence a její modelování – co je to turbulence, vliv na rovnice proudění
9. týden: Přehled modelů turbulentního proudění, úvod do metody konečných objemů (MKO)
10. týden: Aplikace MKO na vedení tepla
11. týden: Aplikace MKO na přenos látky prouděním a difúzí
12. týden: Základní diskretizační schémata a jejich vlastnosti
13. týden: Algoritmy řešení systému řídících rovnic