Detail předmětu

Numerické modelování

FEKT-BPC-NM1Ak. rok: 2025/2026

Předmět se zabývá současnými možnostmi použití CAE (Computer Aided Engineering) v oblasti mikroelektroniky a elektronických součástek, modulů a systémů pomocí SolidWorks Flow Simulation. 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia. 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Bodové hodnocení je rozděleno následujícím způsobem:

až 40b - zpracování projektů v průběhu semestru
až 60b - závěrečná zkouška

Podmínkou udělení zápočtu je získání minimálně 20 bodů z projektu.

Počítačová cvičení jsou povinná. Řádně omluvená absence může být nahrazena po domluvě s vyučujícím.

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

Učební cíle

Cílem předmětu je posluchače seznámit se základy tvorby numerických simulací v oblasti mikroelektroniky. Předmět je zaměřen na CAE (Computer Aided Engineering) systém SolidWorks Flow Simulation, konkrétně modul electronic cooling, ve kterém se studenti naučí vytvářet 3D simulační modely dílčích mikroelktronických komponent a systémů. Studenti získají znalosti o podstatě numerických simulací a přehledu numerických metod, které se v praxi používají a budou důkladně seznámeni s pre a post procesingem, který je důležitý pro interpretaci výsledků. Tyto znalosti budou studenti schopni aplikovat i v jiných simulačních systémech.

- Student získá přehled o možnostech systému FlowSimulation. 

- Student bude zvládat provádět matematicko fyzikální analýzy z oblasti přenosu tepla. 

- Student bude schopen řešit úlohy v ustáleném stavu i časové doméně.

- Budou schopni smysluplně interpretovat získané výsledky.

 

Základní literatura

VYROUBAL, P., MAXA, J., ŠABACKÁ, P. Numerické modelování 1, 2023, s. 1-204 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-NCP bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1) Úvodní informace, organizace výuky, ukázky využtí numerických simulací v praxi

2) Obecný úvod do CFD simulací a simulací obecně

3) Úvod do FlowSimulation, možnosti programu

4) Metoda konečných objemů

5) Proudění tekutin

6) Modelování turbulentního proudění

7) Teplotní pole, modely přestupu tepla

8) Propojení SWx a Návrhových systémů

9) Pre a Post processing, zpracování a interpretace výsledků

10) Doplňující funkce a možnosti modelování pomocí redukovaných modelů

11) Instrukce ke zpracování projektů, práce na projektech, konzultace k projektům

12) Práce na projektech, konzultace k projektům

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1) Kármanova vírová stezka – 2D tranzientní úloha a animace
2) Teplotní analýza tranzistoru a definice nového materiálu a parametrická studie
3) Oteplení žehličky, elektrické a teplotní pole – sdružená úloha
4) Hybridní integrovaný obvod – teplotní analýza
5) Chlazení počítačových komponent – využití ventilátoru
6) HVAC modul v praxi 1 - Ventilace v nemocničním pokoji
7) Chlazení čipů pomocí aktivních prvků
8) HVAC modul v praxi 2 - Analýza halogenové zářivky
9) Časová analýza chladnutí podlahového topení
10) Propojení SolidWorks geometrie a prostředí ANSYS Workbench k analýze elektromagnetického pole cívky s jádrem
11) Práce na samostatných projektech
12) Práce na samostatných projektech
13) Konzultace a prezentace projektů