Detail předmětu

Modelování s využitím CFD I

FSI-K10Ak. rok: 2017/2018

Předmět poskytuje základní znalosti budoucím uživatelům softwarových nástrojů pro modelování proudění tekutin (CFD = Computational Fluid Dynamics = výpočtová dynamika tekutin). Studenti se ve výuce seznámí se základy dynamiky tekutin a metod používaných softwarovými nástroji pro numerické výpočty proudění. V rámci semestrálního projektu si studenti osvojí základní dovednosti při práci s výpočtovým software ANSYS Fluent (tvorba geometrie, síťování, řešení a zpracování výsledků).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Hájek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

Výsledky učení předmětu

Student se seznámí se základy modelování proudění tekutin a numerického řešení řídících rovnic a osvojí si základní dovednosti v práci s výpočtovým software (ANSYS Fluent).

Prerekvizity

Předpokládají se znalosti z bakalářského studia matematiky, fyziky a termomechaniky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou cvičení, které je zaměřeno na praktické zvládnutí látky.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet se uděluje za zpracování technické zprávy o řešení vybrané výpočtové úlohy s využitím bezplatné studentské verze software. Zpráva musí obsahovat popis řešeného problému, souhrn použitých metod a postupu řešení včetně nastavení okrajových podmínek, shrnutí a rozbor výsledků v grafické a alfanumerické podobě.

Učební cíle

Cílem předmětu je připravení studentů na efektivní práci se softwarem pro modelování proudění tekutin.

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

Podmínkou udělení zápočtu je pravidelná účast ve výuce. (To znamená účast alespoň v 10 cvičeních z celkových 13).

Doporučené volitelné složky programu

Prohloubení znalosti angličtiny, zejména schopnosti porozumět psanému textu.

Základní literatura

Anderson J.D. Computational Fluid Dynamics: The Basics with Applications. McGraw Hill, 1995
Patankar S.V. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Hemisphere Publishing Corporation, 1980
Versteeg, H.K., and Malalasekera, W. An introduction to computational fluid dynamics: The finite volume method. Longman Group Ltd., 1995

Doporučená literatura

J. Warnatz, U. Maas, and R. W. Dibble, Combustion: physical and chemical fundamentals, modeling and simulation, experiments, pollutant formation, 4th ed. Berlin; Heidelberg: Springer, 2006. (EN)
M. F. Modest, Radiative Heat Transfer. New York: McGraw-Hill, 1993.
V. Uruba, ‘Turbulence’, ČVUT v Praze, Fakulta strojní, 2014 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-PRI , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor M-PRI , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Cvičení s počítačovou podporou

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Hájek, Ph.D.

Osnova

1. týden: Seznámení s předmětem, ukázky z praxe
2. týden: Zákon zachování hmoty v tekutině
3. týden: 2. Newtonův zákon v tekutině
4. týden: Zákon zachování energie v tekutině
5. týden: Přenos látek v tekutině
6. týden: Vlastnosti řídících rovnic a jejich souvislost s typem proudění
7. týden: Fyzikální chování různých typů proudění; okrajové a počáteční podmínky
8. týden: Turbulence a její modelování – co je to turbulence, vliv na rovnice proudění
9. týden: Přehled modelů turbulentního proudění, úvod do metody konečných objemů (MKO)
10. týden: Aplikace MKO na vedení tepla
11. týden: Aplikace MKO na přenos látky prouděním a difúzí
12. týden: Základní diskretizační schémata a jejich vlastnosti
13. týden: Algoritmy řešení systému řídících rovnic