Detail předmětu

Matematické modelování ve vodním hospodářství

FAST-CR005Ak. rok: 2023/2024

Obecné zásady tvorby matematických modelů.
Modelování proudění vody v objektech vodohospodářských staveb.
Modelování proudění vody v síti vodních toků a inundačním území.
Spolehlivost VH staveb.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Jan Jandora, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav vodních staveb (VST)

Vstupní znalosti

Matematika, hydraulika, hydrologie, mechanika zemin.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Cílem je seznámit posluchače s principy matematického modelování ve vodním hospodářství. Studenti se seznámí se základními modely proudění vody a jakosti.

Student splní cíl předmětu spočívající v seznámení se základy matematického modelování ve vodním hospodářství. Získají praktické zkušeností s využitím modelování na semestrálních projektech.

Základní literatura

JANDORA, Jan. Matematické modelování ve vodním hospodářství. Studijní opora. Brno: FAST VUT, 2010.

Doporučená literatura

BATES, Paul D., Stuart N. LANE, Robert I. FERGUSON. Computational Fluid Dynamics. Applications in Environmental Hydraulics. Wiley, 2005. ISBN 978-0470843598.
BEAR, Jacob a Arnold VERRUIJT. Modelling Groundwater Flow and Pollution. Elsevier, Amsterdam, 1997. ISBN 978-94-009-3379-8.
BLEJCHAŘ, Tomáš. Turbulence modelového proudění – CFX. Učební text. Ostrava: Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, 2012. ISBN 978-80-248-2606-6.
BOJKO, Marian. 3D proudění – Ansys FLUENT. Učební text. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, 2012. ISBN 978-80-248-2607-3.
HAVLÍK, Vladimír, Petr INGEDULD, Stanislav VANĚČEK a Evžen ZEMAN. Matematické modelování neustáleného proudění. ČVUT Praha, 1992.
CHUNG, T. J. Computational Fluid Dynamics. New York: Cambridge University Press, 2010. ISBN 978-0-521-76969-3.
KOZUBKOVÁ, Milada. Modelování proudění tekutin. FLUENT, CFX. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, 2008. ISBN 978-80-248-1913-6.
MUNSON, Bruce R. a kol. Fundamentals of Fluid Mechanics. New York: John Wiley&Sons, 2013. ISBN 978-1-118-11613-5.
ŘÍHA, Jaromír a kol. Matematické modelování hydrodynamických a disperzních jevů. Brno: PC-DIR, 1997. ISBN 80-214-0827-8.
WILCOX, David C. Turbulence Modeling for CFD. DCW Industries, Inc., 2006. ISBN 978-1928729082.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-P-C-SI (N) magisterský navazující

    obor V , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-K-C-SI (N) magisterský navazující

    obor V , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Jandora, Ph.D.

Osnova

1.–2. Úvod do problematiky matematického modelování. Základní rovnice mechaniky tekutin.

3.–5. Modelování turbulentního proudění.

6.–7. Úlohy proudění vody s volnou hladinou (vodní toky 1D, 2D, stokové sítě - cíle, data, modely).

8. Spolehlivost VH staveb (data, modely).

9–10. Analytická a numerická řešení.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Jandora, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do problematiky matematického modelování. Seznámení se s programy.

2.-5. Modelování proudění ideální kapaliny a laminárního proudění.

6.–9. Modelování turbuletního proudění.

10. Prezentace výsledků modelování.