Detail předmětu

Modelování tekutinových mechanismů

FSI-MTMAk. rok: 2026/2027

Látka předmětu seznamuje se základy matematického modelování dynamiky tekutinových mechanismů.

V oblasti matematického modelování dynamiky uvádí základní pojmy a definice. Dává přehled hlavních současných simulačních možností a popisuje rovněž základní elektrohydraulickou analogii.

V oblasti objemových čerpadel se zaměřuje na přenos energie, účinnost a charakteristiku.

Cvičení doplňují a rozšiřují přednášenou látku.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Příslušnost k typu studijního programu

magisterský navazující

Garant předmětu

prof. Ing. František Pochylý, CSc.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Vstupní znalosti

Nezbytné znalosti: diferenciální a integrální počet, hydrostatika a hydrodynamika, mechanika plynů, numerická matematika.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Zápočet – dostatečná docházka a průběžná znalost látky.

Zkouška – zápočet, znalost látky a aplikace na konkrétních příkladech, zkouška má písemnou a ústní část. Ústní část však není povinná a slouží k upřesnění klasifikace. Její konání záleží na rozhodnutí vyučujícího. Celkové hodnocení je dle bodové stupnice ECTS.

Učební cíle

Schopnost vytvořit matematické a simulační modely prvků tekutinových mechanismů, jakož i základních obvodů těchto mechanismů za účelem predikce chování těchto systémů již ve stadiu návrhu.
Schopnost analyzovat, matematicky popsat chování prvku tekutinového mechanismu nebo mechanismu jako celku a simulovat toto chování.

Základní literatura

AKERS, Arthur, Max GASSMAN a Richard John SMITH. Hydraulic power system analysis. Boca Raton, FL: CRC Press, 2006. ISBN 978-0824799564. (EN)
NEPRAŽ, František, Josef NEVRLÝ, Václav PEŇÁZ a Karel TŘETINA. Modelování systémů s hydraulickými mechanismy. Brno: Bosch Rexroth, 2002. ISBN 80-214-2187-8.
NEVRLÝ, Josef. Modelování pneumatických systémů. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2003. ISBN 80-720-4300-5.
WATTON, John. Fundamentals of fluid power control. New York: Cambridge University Press, 2009. ISBN 05-217-6250-2. (EN)

Doporučená literatura

AKERS, Arthur, Max GASSMAN a Richard John SMITH. Hydraulic power system analysis. Boca Raton, FL: CRC Press, 2006. ISBN 978-0824799564. (EN)
WATTON, John. Fundamentals of fluid power control. New York: Cambridge University Press, 2009. ISBN 05-217-6250-2. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-ETI-P magisterský navazující

    specializace FLI , 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. František Pochylý, CSc.

Osnova

  1. Základní pojmy, definice modelování hydraulických mechanismů, nelinearity a specifické problémy.
  2. Modelování elementárních prvků.
  3. Přenos a stabilita systému.
  4. Matematický model rotačního hydrogenerátoru.
  5. Matematický model rotačního hydromotoru.
  6. Regulace rotačního hydromotoru.
  7. Matematický model přímočarého hydromotoru.
  8. Matematický model hydraulického akumulátoru.
  9. Matematické modely řídících prvků a hydraulického vedení.
  10. Zákonitosti proudění vzduchu potrubím, pneumatická tuhost.
  11. Matematický model přímočarého pneumotoru.
  12. Matematický model lamelového pneumotoru.
  13. Odpory při přenosu energie, výpočet průtoku a škrcení plynů v pneumatickém systému.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. František Pochylý, CSc.

Osnova

  1. Výpočet odporů proti pohybu.
  2. Výpočty odporu proti zrychlení.
  3. Výpočty odporů proti deformaci.
  4. Modelování potrubí.
  5. Modelování ventilů.
  6. Stanovení amplitudové frekvenční charakteristiky a rezonančního maxima.
  7. Stanovení lineárního modelu a přechodové charakteristiky systému.
  8. Analytický výpočet rozběhu a brzdění hydraulického mechanismu.
  9. Vynucené kmity v hydraulickém obvodu.
  10. Výpočet vlastní frekvence přímočarého hydromotoru.
  11. Pneumatické výpočty prvků pneumatického systému.
  12. Realizace matematického modelu jednoduchého hydraulického obvodu.
  13. Výpočet tlakových a průtokových poměrů v systému s pístovým čerpadlem.