|
Lecturer(s)
|
-
Veselý Zdeněk, Ing. Ph.D.
|
|
Course content
|
Introduction to the modelling of thermal processes in physical technologies: methodology of modelling, different ways of classification and properties of models, simplifying and credibility of models. Thermal systems and processes: theory of heat transfer, basic equations of temperature fields. Generalized variables and methods of their derivation: dimensional analysis, analysis of physical and mathematical model. Asymptotic mathematical models: equations of mathematical physics and conditions of solution uniqueness. Phenomenologic mathematical models: formation and evaluation of criterion equations. Physical models: theorems of physical similarity, determination of scales. Physical analogues: different physical analogues, electrical analogues of physical circuits a physical fields. Computer deterministic numerical models: matrix operation model, models utilizing finite difference method (FDM), finite element method (FEM), finite volume method (FVM) and boundary element method (BEM). Computer deterministic analogues and hybrid models. Computer stochastic numerical and hybrid models: stochastic description of systems, probabilities of transitions, probabilities of occurrence, models utilizing probability method, Exodus method and Monte Carlo method. Application of models to specific problems.
|
|
Learning activities and teaching methods
|
Lecture, Practicum
- Preparation for an examination (30-60)
- 60 hours per semester
- Contact hours
- 65 hours per semester
- Presentation preparation (report) (1-10)
- 40 hours per semester
|
| prerequisite |
|---|
| Knowledge |
|---|
| vyjmenovat nejdůležitější fyzikální veličiny z oblasti termomechaniky |
| sestavit lineární a kvadratické rovnice, soustavy jednoduchých rovnic |
| charakterizovat základní maticové operace |
| charakterizovat základní vztahy a operace diferenciálního a integrálního počtu |
| Skills |
|---|
| vyjádřit fyzikální veličiny ve správných jednotkách, včetně převodů mezi nimi |
| řešit matematické rovnice a soustavy rovnic |
| používat metody maticového počtu |
| použít metody diferenciálního a integrálního počtu |
| využít PC pro zpracování dat, přípravu textových dokumentů, tabulek a grafů |
| Competences |
|---|
| N/A |
| N/A |
| learning outcomes |
|---|
| Knowledge |
|---|
| identifikovat tepelné systémy a procesy, interpretovat teorii přenosu tepla, základní rovnice teplotních polí |
| popsat různé způsoby rozdělení modelů, zjednodušování a věrohodnost modelu |
| charakterizovat zobecněné proměnné, jejich využití při modelování, metody jejich získávání a experimentální matematické modely |
| vymezit možnosti, výhody, nevýhody, principy fyzikálních modelů a fyzikálních analogů |
| formulovat principy jednotlivých deterministických numerických počítačových modelů (metoda konečných diferencí, metoda konečných prvků, metoda konečných objemů, metoda okrajových prvků), vysvělit jejich možnosti, výhody a nevýhody |
| formulovat principy jednotlivých stochastických numerických počítačových modelů (metoda pravděpodobnostní, metoda Exodus, metoda Monte Carlo), vysvělit jejich možnosti, výhody a nevýhody, sestavit stochastický popis tepelných procesů |
| Skills |
|---|
| využít teorii přenosu tepla a základní rovnice šíření tepla při řešení tepelných úloh |
| vyjádřit vhodnou metodou zobecněné proměnné pro analyzovaný tepelný proces |
| zobecnit výsledky série experimentů (počítačových modelů) do experimentálního matematického modelu |
| využít fyzikálního modelu nebo fyzikálního analogu k řešení tepelné úlohy |
| řešit tepelné úlohy s využitím deterministických počítačových modelů |
| aplikovat stochastický popis fyzikálních polí na tepelné úlohy a řešit je s využitím stochastických počítačových modelů |
| Competences |
|---|
| N/A |
| N/A |
| teaching methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Lecture |
| Practicum |
| Skills |
|---|
| Lecture |
| Practicum |
| Individual study |
| Competences |
|---|
| Practicum |
| Individual study |
| Students' portfolio |
| assessment methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Combined exam |
| Skills demonstration during practicum |
| Individual presentation at a seminar |
| Skills |
|---|
| Combined exam |
| Skills demonstration during practicum |
| Individual presentation at a seminar |
| Seminar work |
| Competences |
|---|
| Combined exam |
| Skills demonstration during practicum |
| Seminar work |
| Individual presentation at a seminar |
|
Recommended literature
|
-
Kuneš, Josef; Franta, Václav; Vavroch, Otakar. Základy modelování. 1. vyd. Praha : SNTL, 1989. ISBN 80-03-00147-1.
-
Kuneš, Josef. Modelování tepelných procesů. 1. vyd. Praha : SNTL, 1989. ISBN 80-03-00134-X.
-
Veselý, Z. Modelování tepelných procesů ve fyzikálních technologiích.
|