Detail předmětu

Fyzikální modelování

FAST-CR53Ak. rok: 2013/2014

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.
Základní znalosti, včetně statistiky. Zákldní znalosti včetně zákonů, proudění kapalin, tekutin.

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.
Konzultační hodiny jsou vypisovány v návaznosti na platný rozvrh vyučujícího i studentů, lze je rovněž dojednávat individuálně dle potřeby a možností studenta.

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.