Detail předmětu

Výpočtové modelování turbulentního proudění

FSI-9VMTAk. rok: 2021/2022

Kurz je zaměřen na teorii i praxi výpočtových simulací turbulentního proudění. Po krátkém úvodu do metody konečných objemů a modelování turbulence jsou probírána pokročilejší témata (především v závislosti na aktuálně řešené problematice v rámci témat dizertačních prací): vícefázová proudění (volná hladina, kavitace, suspenze, bubliny), proudění v rotujícím souřadném systému, hybridní modely turbulence a large eddy simulation.

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Výsledky učení předmětu

Schopnost použití (teoreticky i prakticky) pokročilejších přístupů pro modelování proudění v rámci problémů řešených v dizertační práci.

Prerekvizity

Mechanika tekutin, diferenciální a integrální počet, práce s PC, zkušenost práce v CFD je výhodou

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek a individuálních konzultací k problematice CFD řešené v rámci dizertační práce.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška : výpočtová zpráva z problematiky řešené v rámci dizertační práce - diskuse o teorii výpočtového modelování proudění.
Hodnocení: prospěl/neprospěl.

Učební cíle

Seznámení s pokročilejšími přístupy v oblasti výpočtového modelování proudění, vždy v návaznosti k problematice řešené v rámci dizertační práce.

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

Přednášky a konzultace řešené problematiky¨.

Základní literatura

BRENNEN, C.E. Fundamentals of Multiphase Flow. 1. Cambridge University Press, 2005. (EN)
DAVIDSON, Lars. Fluid mechanics, turbulent flow and turbulence modeling [online]. 1. Göteborg: Chalmers University of Technology, 2019 [cit. 2019-10-28]. Dostupné z: http://www.tfd.chalmers.se/˜lada/postscript files/solids-and-fluids turbulent-flow turbulence-modelling.pdf (EN)
Vesteeg HK, Malalasekera W. 1995. An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The finite Volume Method. Longman, London (EN)
Wilcox, D.C.: Turbulence Modeling for CFD. DCW Industries. 1998 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-ENE-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-IME-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-KPI-P doktorský 1 ročník, letní semestr, doporučený kurs
  • Program D-APM-P doktorský 1 ročník, letní semestr, doporučený kurs
  • Program D-APM-K doktorský 1 ročník, letní semestr, doporučený kurs
  • Program D-ENE-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-IME-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-KPI-K doktorský 1 ročník, letní semestr, doporučený kurs

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Osnova

1. Metoda konečných objemů (principy, řešení soustav rovnic, relaxace řešení, konvergence)
2. Metoda konečných objemů (interpolační schémata, přesnost vs. stabilita)
3. Modelování turbulentního proudění (vlastnosti turbulence, RANS, problém uzavření)
4. Modelování turbulentního proudění (Boussinesquova hypotéza, eddy viscosity modely, model Reynoldsových napětí)
5. Large eddy simulation
6. Hybridní modely turbulence (scale resolving modely)
7. Vícefázové proudění (typy, fyzikální popis, Eulerův a Lagrangeův přístup)
8. Proudění s volnou hladinou (volume of fluid), proudění s kavitací (modely kavitace), modelování diskrétní fáze (DPM)
9. Modelování proudění v rotujícím souřadném systému (frozen rotor, mixing plane, moving wall)
10. Téma zařazené dle aktuálně řešené problematiky