Detail předmětu

Počítačové modelování v silnoproudé elektrotechnice

FEKT-MKC-PMEAk. rok: 2022/2023

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

5

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 výsledků 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

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MKC-SVE magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Cvičení na počítači

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Marcel Janda, Ph.D.