Detail předmětu

Výpočtové modely

FSI-QMOAk. rok: 2010/2011

Předmět Výpočtové modely motorů má seznámit studenty s nejdůležitějšími soudobými výpočtovými modely aplikovanými při vývoji moderních spalovacích motorů 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. Třídimenzionální výpočtové modely hnacích ústrojí spalovacích motorů. Konverze objemových modelů na 3D modely s nosníkovými a bodovými elementy. Nestacionárně zatížená kluzná ložiska ve spalovacích motorech, dynamické modely. Výpočtové modely rozvodových mechanismů. Výpočtové modely reálných pracovních oběhů spalovacích motorů. Termodynamická analýza indikátorového diagramu. Vícedimenzionální modely hoření ve válci.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Václav Píštěk, DrSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství (ÚADI)

Výsledky učení předmětu

Předmět umožňuje studentům získat znalosti o soudobých výpočtových modelech, aplikovaných při vývoji spalovacích motorů a motorových vozidel. Student získá znalosti o frekvenční analýze periodických a neperiodických signálů, číslicovém zpracování signálů, komplexních 3D modelech hnacích ústrojí, dynamice nestacionárně zatížených ložisek, modelování rozvodových
mechanismů a reálných pracovních cyklech válcových jednotek.

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

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

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 spalovacích motorů. 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.

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. Václav Píštěk, DrSc.

Osnova

1. Aplikace MKP v dynamických úlohách, konverze MKP modelů do MBS.
2. Aplikace multibody systémů pro řešení úloh dynamiky motorů.
3. - 4. Dynamické tlumiče vibrací jako tepelněmechanické systémy.
5. Kyvadlové eliminátory torzních kmitů klikových hřídelů.
6. Nestacionárně zatížená kluzná ložiska ve spalovacích motorech.
7. Výpočet trajektorie středu čepu a třecího výkonu v ložisku.
8. Termodynamické modely reálných pracovních cyklů spalovacích motorů.
9. Modely hoření a přestupu tepla ve válci spalovacího motoru.
10. Modely výměny náplně ve válci spalovacího motoru.
11. Termodynamická analýza indikátorového diagramu.
12. - 13. Zónové a vícedimenzionální termodynamické modely válcové jednotky.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Ramík

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.