Detail předmětu

Výpočtové modelování turbulentního proudění

FSI-9VMTAk. rok: 2024/2025

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)

Vstupní znalosti

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

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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


Přednášky a konzultace řešené problematiky¨.

Učební cíle

Seznámení s pokročilejšími přístupy v oblasti výpočtového modelování proudění, vždy v návaznosti k problematice řešené v rámci dizertační práce.
Schopnost použití (teoreticky i prakticky) pokročilejších přístupů pro modelování proudění v rámci problémů řešených v dizertační práci.

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-APM-P doktorský 1 ročník, letní semestr, doporučený kurs
  • 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-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