Detail předmětu

Počítačové modelování proudění tekutin

FSI-KPTAk. rok: 2024/2025

Předmět je zaměřen na využití moderních metod pro modelování proudění tekutin s využitím počítačové dynamiky tekutin (CFD), které umožňují virtuální testování zařízení a jejich částí v nejrůznějších podmínkách. Metody se v současnosti stále více využívají v praxi, a to zejména díky dostupnějšímu hardwaru i specializovanému softwaru. Studenti budou seznámeni s teoretickými základy metod a naučí se řešit praktické úlohy v prostředí ANSYS.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

Vstupní znalosti

Základní znalosti z bakalářského studia.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínkou udělení zápočtu je aktivní účast na cvičeních a řešení projektu, který budou studenti zpracovávat v průběhu semestru. Účast na cvičeních je povinná, případné odůvodněné absence budou řešeny samostudiem daného tématu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s podstatou, způsobem použití, výhodami, nevýhodami a případnými úskalími metod počítačové dynamiky tekutin (CFD). Studenti si osvojí základy práce s profesionálními CFD nástroji z prostředí ANSYS, přičemž získané teoretické poznatky mohou uplatnit při práci s libovolným CFD softwarem. Budou schopni samostatně řešit a analyzovat základní úlohy proudění tekutin. Kromě uvedeného dává předmět zároveň do souvislosti a umožňuje tak upevnit a prohloubit si znalosti získané v jiných stěžejních disciplínách procesního inženýrství.

Nabyté teoretické a praktické znalosti si mohou rozšířit v navazujícím specializovaném předmětu „Praktické aplikace CFD (K20)“, který studenty připraví na úspěšnou aplikaci CFD při řešení úloh proudění v inženýrské praxi.

Základní literatura

Tu, J.; Liu, C.; Yeoh, G. H.: Computational Fluid Dynamics, 2nd ed. Butterworth-Heinemann, Waltham, MA, USA (2013) (EN)
Versteeg, H. K.; Malalasekera, W.: An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method, 2nd ed. Pearson Education Ltd., Harlow, UK (2007) (EN)

Doporučená literatura

Anderson, J. D.: Computational Fluid Dynamics: The Basics with Applications. McGraw-Hill, New York, NY, USA (1995) (EN)
Patankar, S. V.: Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Hemisphere Publishing Corp., Washington, WA, USA (1980) (EN)
Uruba, V.: Turbulence, 2. přepracované vydání. České vysoké učení technické v Praze (2014) (CS)
Wilcox, D. C.: Turbulence Modeling for CFD, 3rd ed. DCW Industries, Inc., La Cañada, CA, USA (2006) (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-PRI-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Cvičení s počítačovou podporou

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D.

Osnova

  1. Proudění tekutin očima simulací
  2. CFD model: Co se skrývá pod pokličkou
  3. Na podmínkách záleží!
  4. Fenomén turbulence kolem nás
  5. Modelování turbulence
  6. Modelování turbulence II
  7. Přenosové jevy v simulaci proudění
  8. Modelování přenosu tepla
  9. Modelování přenosu hmoty a hybnosti
  10. Numerika – alchymie nebo umění?
  11. Postup výpočtu aneb odhalení tajemství řešiče
  12. Reálný vs. virtuální experiment
  13. Řešení semestrálních úloh