Detail předmětu

Výpočtové modelování turbulentního proudění

FSI-9VMTAk. rok: 2020/2021

Kurz je zaměřen na teorii i praxi výpočtových simulací turbulentního proudění. Po krátkém úvodu do metody konečných objemů a modelování turbulence jsou probírána pokročilejší témata (především v závislosti na aktuálně řešené problematice v rámci témat dizertačních prací): vícefázová proudění (volná hladina, kavitace, suspenze, bubliny), proudění v rotujícím souřadném systému, hybridní modely turbulence a large eddy simulation.

Zajišťuje ústav

Výsledky učení předmětu

Schopnost použití (teoreticky i prakticky) pokročilejších přístupů pro modelování proudění v rámci problémů řešených v dizertační práci.

Prerekvizity

Mechanika tekutin, diferenciální a integrální počet, práce s PC, zkušenost práce v CFD je výhodou

Doporučená nebo povinná literatura

Vesteeg HK, Malalasekera W. 1995. An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The finite Volume Method. Longman, London (EN)
Wilcox, D.C.: Turbulence Modeling for CFD. DCW Industries. 1998 (EN)
BRENNEN, C.E. Fundamentals of Multiphase Flow. 1. Cambridge University Press, 2005. (EN)
DAVIDSON, Lars. Fluid mechanics, turbulent flow and turbulence modeling [online]. 1. Göteborg: Chalmers University of Technology, 2019 [cit. 2019-10-28]. Dostupné z: http://www.tfd.chalmers.se/˜lada/postscript files/solids-and-fluids turbulent-flow turbulence-modelling.pdf (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek a individuálních konzultací k problematice CFD řešené v rámci dizertační práce.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška : výpočtová zpráva z problematiky řešené v rámci dizertační práce - diskuse o teorii výpočtového modelování proudění.
Hodnocení: prospěl/neprospěl.

Jazyk výuky

čeština, angličtina

Cíl

Seznámení s pokročilejšími přístupy v oblasti výpočtového modelování proudění, vždy v návaznosti k problematice řešené v rámci dizertační práce.

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

Přednášky a konzultace řešené problematiky¨.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D4P-P doktorský

    obor D-APM , 1. ročník, letní semestr, 0 kreditů, doporučený

  • Program D-APM-K doktorský, 1. ročník, letní semestr, 0 kreditů, doporučený
  • Program D-ENE-P doktorský, 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, doporučený
  • Program D-IME-P doktorský, 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, doporučený
  • Program D-KPI-P doktorský, 1. ročník, letní semestr, 0 kreditů, doporučený

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Metoda konečných objemů (principy, řešení soustav rovnic, relaxace řešení, konvergence)
2. Metoda konečných objemů (interpolační schémata, přesnost vs. stabilita)
3. Modelování turbulentního proudění (vlastnosti turbulence, RANS, problém uzavření)
4. Modelování turbulentního proudění (Boussinesquova hypotéza, eddy viscosity modely, model Reynoldsových napětí)
5. Large eddy simulation
6. Hybridní modely turbulence (scale resolving modely)
7. Vícefázové proudění (typy, fyzikální popis, Eulerův a Lagrangeův přístup)
8. Proudění s volnou hladinou (volume of fluid), proudění s kavitací (modely kavitace), modelování diskrétní fáze (DPM)
9. Modelování proudění v rotujícím souřadném systému (frozen rotor, mixing plane, moving wall)
10. Téma zařazené dle aktuálně řešené problematiky