Detail předmětu

Aplikace CFD pro letectví

FSI-OCFAk. rok: 2020/2021

Úvod do problematiky počítačové mechaniky tekutin, historický přehled. Algoritmus řešení problémů CFD. Matematický popis problému mechaniky tekutin pro zpracování pomocí počítače. Metoda konečných diferencí a metoda konečných objemů - formulace a matematická teorie. Diskretizace. Numerické řešení soustav rovnic. Modelování turbulence, stlačitelného proudění a další pokročilé modely. Praktický postup řešení inženýrského problému z oblasti externí aerodynamiky v letectví.

Garant předmětu

Zajišťuje ústav

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu získává přehled o numerických způsobech řešení Navier-Stokesových rovnic, praktické implementaci CFD kódů, metodickém postupu tvorby modelu a řešení konkrétních případů proudění pro zajištění důvěryhodnosti simulací. Dále se seznámí s průmyslovým standardem řešení problémů počítačové mechaniky tekutin.

Prerekvizity

Matematika (zejména diferenciální a integrální počet), fyzika (zejména hydromechanika a termomechanika). Aerodynamika.

Doporučená nebo povinná literatura

Anderson, J., D., Computational Fluid Dynamics, McGraw-Hill Education, ISBN-10: 0070016852
Tu, J., Yeoh, G., H., Liu, Ch., Computational Fluid Dynamics - A practical approach, Butterworth-Heineman, ISBN 978-0-7506-8563-4 (EN)

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 formou výuky s využitím zvoleného CFD software.

Způsob a kritéria hodnocení

Účast ve cvičeních a laboratorních cvičeních je povinná. Účast na přednáškách není povinná. Student získá zápočet z předmětu když do konce zkouškového období za zimní semestr splní :- má větší účast ve cvičeních než 11 ze 14,
- správně vypracuje a odevzdá domácí práce zadané během semestru, - správně vypracuje a odevzdá zprávy o laboratorním měření, - dopočítá doma všechny příklady, které ve cvičení nedořešil. Zkouška z předmětu je písemná a v případě nejasností v písemných odpovědích i ústní. V písemné části zkoušky student odpovídá na 5 otázek po 10-ti bodech a dále řeší 2 příklady, každý za 20 bodů. Minimální počet bodů pro absolvování zkoušky je 45. V ústní části zkoušky student odpovídá na doplňující otázky ke svým výsledkům z testu.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Cílem kurzu je seznámit studenty s teoretickými základy metody konečných objemů pro počítačové simulace proudění tekutin. Dále je seznámit s průmyslovým standardem implementace prostředků CFD pro řešení inženýrských problémů v oblasti externího proudění v letectví.

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

Je-li účast ve cvičení nižší než 11 ze 14 student doloží, že vyřešil všechny příklady ze cvičení kdy chyběl. Je-li účast ve cvičeních nižší než 50 % student výuku individuálně nahrazuje.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-LKT-P magisterský navazující

    specializace STL , 1. ročník, letní semestr, 4 kredity, povinně volitelný
    specializace TLT , 1. ročník, letní semestr, 4 kredity, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Úvod a historický přehled metod CFD.
Algoritmizace problému CFD.
Matematický aparát CFD.
Metoda konečných objemů.
Modelování Turbulence.
Diskretizace.
Numerické řešení soustav algebraických rovnic.
Praktický postup simulace - průmyslová perspektiva.
Paralelizace výpočtů.
Stlačitelné proudění.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Tvorba geometrické reprezentace zadaného modelovaného problému - preprocessing.
Tvorba výpočetní sítě.
Import a řešení pomocí vybraného CFD kódu.
Postprocessing - vyhodnocení kvantitativní a kvalitativní.
Report.