Detail předmětu

Počítačové modelování v silnoproudé elektrotechnice

FEKT-MPMEAk. rok: 2019/2020

Předmět je zaměřen na výpočty elektromagnetických a jiných fyzikálních polí pomocí metody konečných prvků a na propojení výpočetních programů s moderními CAD systémy (Autocad, Inventor). Studenti si vyzkouší přípravu modelů elektrických strojů pro program FEMM v prostředí Autodesk Autocadu. Naučí se vytvářet jednoduché simulace a vyhodnocovat výsledky. Druhá půlka předmětu je zaměřena na propojení 3D modelů vytvořených v prostředí Autodesk _Inventoru a prostředí programu Ansys. Na složitějších modelech se studenti seznámí s postupy, výhodami a nevýhodami řešení široké škály problémů pomoci FEM. Dále si pak osvojí postupy, které minimalizují chyby výpočtu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

Ing. Marcel Janda, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Výsledky učení předmětu

Student po absolování předmětu umí:
- vytvořit model částí elektrického stroje v prostředí Autodesk Autocad - 2D
- model upravit pro použití ve výpočetních programech¨
- importovat mdoel do prstředí proframu FEMM
- nastavit analýzu elektromagnetického pole
- zobrazit a vyhodnotit výsledky
- vytvořit 3D model součástí, nebo sestavy elektrického stroje, nebo přístroje
- model optimalizovat pro výpočty MKP - úprava geometrie
- importovat do prostředí Ansys Workbench
- nastavit analýzu teploty, nebo strukturální analýzu
- zobrazit a vyhodnoti výsleky z progrmau Ansys
- odhadnout a minimalizovat chyby způsobené modelem a nastavením uživatelských proměných

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti konstrukce elektrických strojů a vlastností elektromagnetického pole. Dále pak znalosti základního kreslení a Autodesk Autocadu a modelování součástí a sestav v prostředí Autodesk Inventoru, nebo Solidworks.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují cvičení na počítačích. Předmět využívá e-learning.

Způsob a kritéria hodnocení

20 bodů - zkouška
60 bodů - samostatné projekty
20 bodů - započtový test

Osnovy výuky

1. Vytváření modelů v Autodesk Autocad
2. Modifikace modelů, přenosové formáty, zjednodušování geometrií
3. Metoda konečných prvků - matematický princip, použití, přesnost
4. FEMM 1 - výpočtty elektromagnetických polí - základní ovládání
5. FEMM 2 - výpočtty elektromagnetických polí - import modelů
6. FEMM 3 - výpočtty elektromagnetických polí - výpočty jendoduchých elektrických strojů
7. Autodek Inventor - vytváření modelů součástí a sestav
8. Autodesk Inventor - modifikace, příprave a optimalizace modelu
9. Ansys 1 - Import modelů, nastavení materiálů
10. Ansys 2 - nastavení teplotní a strukturální analýzy - statická
11. Ansys 3 - nastavení teplotní a strukturální analýzy - transientní
12. Ansys 4 - Vyhodnocení výsedleků a jejich analýza
13. Ansys 5 - Optimalize konstrukce pomocí FEM

Učební cíle

Cílem předmětu je osvojení základních návyků nutných pro řešení širokého spektra problémů pomocí fyzikálních polí. Dále pak seznámení studenta s nutnými modifikacemi modelů pro výpočty, za učelem zvýšení přesnosti, nebo zrychlení výpočtu. Hlavním přínosem je rozšíření znalostí studentů z oblasti použití modelů z CAD systémů, resp. jejich propojení s dalšími softwery.

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.

Základní literatura

FINKELSTEIN, Ellen. AutoCAD 2013. 1st ed. Indianapolis: John Wiley, 2012, xlii, 846 p. ISBN 9781118423004.
3D Studio-Reference Manual,Autodesk, Inc AutoCAD - Reference Manual,Autodesk, Inc

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-EEN , 2 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový
    obor M1-SVE , 2 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Cvičení na počítači

65 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Marcel Janda, Ph.D.

Osnova

AutoCAD - rozšíření základní znalostí
Principy práce při modelování
Autodesk Mechanical Desktop - parametrické modelování
Nadstavba AutoCADu - MechSoft-Profi
Práce se systémem 3D Studio MAX
Práce se systémem 3D Studio MAX
Externí reference
Vytváření výkresové dokumentace z 3D modelu
Samostatná práce - projekt v AutoCADu
Samostatná práce - projekt v 3D Studiu MAX
Autodesk Inventor
Ukázky ostatních CAD systémů
Zápočet

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz