Detail předmětu

Simulační výpočty, CAD

FSI-9SVCAk. rok: 2021/2022

Doktorandi se seznámí se simulacemi procesů a metodami výpočtové podpory při návrhu procesů a zařízení. Studenti prohloubí svoje znalosti bilancování komplexních systémů včetně vícefázových, reaktivních a transientních procesů. Bude provedena klasifikace matematických modelovacích přístupů pro chemické systémy, jmenovitě systémy s přenosem látky, tepla, prouděním a reakcemi. Pozornost bude věnována numerickým metodám pro řešení rovnic modelu a popisu dynamiky v časové oblasti. Studenti získají přehled optimalizačních metod pro procesní systémy. Pozornost bude věnována také propagaci chyb a regresi dat jako významným nástrojům pro zpracování experimentálních dat.

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

Výsledky učení předmětu

Pochopení zásad návrhu matematických modelů a simulací složitých systémů. Přehled o počítačových modelech a simulacích pro navrhování, analýzu a optimalizaci.

Prerekvizity

Inženýrská úroveň znalosti matematiky, fyziky a chemie.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek zaměřených na témata potřebná pro zvládnutí individuálního doktorského projektu. Zahrnuje práci v odpovídajících softwarových nástrojích.

Způsob a kritéria hodnocení

Student vyvine model procesu či simulační model se vztahem ke své doktorské práci.

Učební cíle

Hlavním cílem předmětu je připravit studenty tak, aby byli schopni vyvinout, implementovat a aplikovat vhodný model pro řešení problémů z oblasti své doktorské práce.

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

Výuka probíhá formou konzultací a rozpravou nad zpracovávaným modelem v domluvených termínech.

Základní literatura

Dahlquist, G; Björck, Å.: Numerical Methods in Scientific Computing, SIAM, Philadelphia, PA, USA (2008) (EN)
Felder, R. M.; Rousseau, R. W.; Bullard, L. G.: Elementary Principles of Chemical Processes, 4th ed., Wiley, Hoboken, NJ, USA (2015) (EN)
Chaves, I. D.; López, J. R.; Zapata, J. L.; Robayo, A. L.; Niño, G. R.: Process Analysis and Simulation in Chemical Engineering, Springer, Cham, Switzerland (2016) (EN)

Doporučená literatura

Press, W. H.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T.; Flannery, B. P.: Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing, 3rd ed., Cambridge University Press, Cambridge, UK (2007) (EN)
Puigjaner, L.; Heyen, H. (Eds.): Computer Aided Process and Product Engineering, Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, Germany, (2006) (EN)
Upreti, S. R.: Process Modeling and Simulation for Chemical Engineers: Theory and Practice, Wiley, Hoboken, NJ, USA (2017) (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-ENE-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-ENE-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.

Osnova

• Klasifikace matematických modelovacích přístupů
• Bilancování komplexních systémů zahrnujících vícefázové, reaktivní či transientní procesy
• Modelování chemických systémů s přenosem hmoty, tepla, prouděním a chemickými reakcemi
• Simulace procesů s využitím modulárního přístupu
• Simulace procesů s využitím rovníkového přístupu
• Numerické metody pro řešení rovnic modelu
• Časově dynamická simulace procesů v časové oblasti
• Optimalizační techniky pro procesní systémy
• Analýza šíření chyb
• Regresní analýza dat