Detail předmětu

Fyzikální modelování

FAST-CR53Ak. rok: 2012/2013

Modelování - účel, druhy, obecný zákon modelové podobnosti, rozměrová analýza, kritéria modelové podobnosti, volba měřítka modelu.
Modely fyzikální (vodní, aerodynamické, analogové) a matematické, jejich přednosti, účelnost kombinace, praktické aplikace.
Měření veličin a zpracování výsledků měření, měřicí technika.
Terénní měření a průzkumy pro modelování, měřicí technika.
Přepočty z modelu na skutečnost a naopak.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jaroslav Veselý, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav vodních staveb (VST-VST)

Výsledky učení předmětu

Metodika získávání poznatků v případě složitých jevů, obtížně definovatelných matematicky.
Modelování na vodních a dalších modelech, použitelnost, ekonomická náročnost.
Modelování, stanovení měřítka, převažující síly, podmínky platnosti zákonitostí podobnosti.
Měřicí technika a metody, nejistota při měření.
Vhodné aplikace v oblasti vodního hospodářství a životního prostředí, mimooborové aplikace (nahodilé zatížení konstrukcí).

Prerekvizity

Fyzika, matematika, betonové konstrukce, mechanika zemin, hydraulika.

Korekvizity

Matematické modelování ve vazbě na fyzikální modelování, měření a zpracování výsledků. Definice okrajových podmínek a mezí z fyzikálního modelu.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Návaznost na výuku v terénu, možnost exkurzí, zadání závěrečné práce, možnost dalšího odborného růstu, např. doktorské studium.

Způsob a kritéria hodnocení

Teoretická výuka probíhá v posluchárně v rozsahu cca 1/3. Ostatní výuka je praktická v Laboratoři vodohospodářského výzkumu Ústavu vodních staveb, kde proběhne rovněž seznámení s užívanou měřicí technikou včetně metody EIS (elektrické impedanční spektrometrie), LDA, PIV a UVP s využitím kontinuálních a impulsních laserů. Rozdělení do pracovních skupin se zadáním konkrétního úkolu a jeho řešení. oponentura před ostatními skupinami. Hodnocení, zápočet.

Osnovy výuky

1.-2. Základy a teorie modelování.
3.-4. Vodní modely - měřítko, materiál, měřicí technika.
5. Analogové modely a aerodynamické modely.
6.-7. Měření a zpracování výsledků.
8.-9.Měření v terénu, měřicí technika.
10. Zpracování výsledků, přepočty model a skutečnost.

Pracovní stáže

Možnost individuálně organizovat ve vazbě na závěrečnou práci, ve vazbě k budoucímu zaměstnání na požadavek zaměstnavatele, v rámci přípravy pro budoucí doktorské studium.
Předmět CR53 Fyzikální modelování je vhodný a často využíván studenty v rámci projektu ERASMUS např. také pro zpracování části závěrečné práce.

Učební cíle

Metodika a způsob řešení složitých hydrodynamických jevů včetně jejich modelování. Naučit praktickému postupu při fyzikálním modelování a seznámit s používanými nejmodernějšími metodami měření.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Doporučené volitelné složky programu

Zapojení do specifického výzkumu. Studium měřicích metod. Nejistota a spolehlivost měření a použité měřicí techniky či metody.

Základní literatura

Doležalík V.: Podobnost a modelování v chemické technologii. SNTL Praha, 1959.
Čábelka j., Novák P.: Hydrotechnický výzkum 1. SNTL-SVTL, 1964.
Hálek V.: Hydrotechnický výzkum 3. SNTL Praha, 1965.
Kratochvil S.: Hydrotechnický výzkum 2. SNTL Praha, 1965.
Kolář V. a kol.: Hydraulika. SNTL Praha, 1966.
Kolář V., Patočka C., Bém J.: Hydraulika. SNTL-ALFA, 1983.
Čábelka J.a Gabriel P.: Matematické a fyzikální modelování v hydrotechnice. Academia Praha, 1987.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-K-C-SI magisterský navazující

    obor V , 2 ročník, zimní semestr, volitelný

  • Program N-P-C-SI magisterský navazující

    obor V , 2 ročník, zimní semestr, volitelný

  • Program N-P-E-SI magisterský navazující

    obor V , 2 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslav Veselý, CSc.

Osnova

1.-2. Základy a teorie modelování.
3.-4. Vodní modely - měřítko, materiál, měřicí technika.
5. Analogové modely a aerodynamické modely.
6.-7. Měření a zpracování výsledků.
8.-9. Měření v terénu, měřicí technika.
10. Zpracování výsledků, přepočty model a skutečnost.
11.-13. Možnost exkurzí nebo dalších individuálních akcí (měřicí technika, pracoviště AV ČR apod.)v průběhu semestru.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslav Veselý, CSc.

Osnova

1.-2. Školení o BOZP a PPO. Procvičení Newtonova zákona a teorie modelování.
3.-4. Aplikace teorie modelování na vodní modely - měřítko (parametry laboratoře), materiál, měřicí technika.
5. Příklady na analogové modely a aerodynamické modely.
6.-7. Měření v LVV ÚVST a zpracování výsledků.
8.-9. Praktické měření v terénu, měřicí technika, zpracování výsledků.
10. Zpracování protokolů a výsledků, přepočty model a skutečnost.
11.-13. Možnost exkurzí nebo dalších individuálních akcí (měřicí technika, pracoviště AV ČR apod.)v průběhu semestru.

Výuka v terénu

48 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslav Veselý, CSc.

Osnova

8.-9. Měření v terénu, měřicí technika.
Lze navázat také na:
11.-13. Možnost exkurzí nebo dalších individuálních akcí (měřicí technika, pracoviště AV ČR apod.)v průběhu semestru.