|
|
Hlavní nabídka Prohlížení IS/STAG
Nalezené předměty, počet: 1
Stránkování výsledků vyhledávání
Nalezeno 1 záznamů
Export do Xls
Informace o předmětu
KKE / MT2
:
Popis předmětu
Pracoviště / Zkratka
|
KKE
/
MT2
|
Akademický rok
|
2023/2024
|
Akademický rok
|
2023/2024
|
Název
|
Mechanika tekutin 2
|
Způsob zakončení
|
Zkouška
|
Způsob zakončení
|
Zkouška
|
Akreditováno / Kredity
|
Ano,
5
Kred.
|
Forma zakončení
|
Ústní
|
Forma zakončení
|
Ústní
|
Rozsah hodin
|
Přednáška
3
[HOD/TYD]
Cvičení
2
[HOD/TYD]
|
Zápočet před zkouškou
|
Ano
|
Zápočet před zkouškou
|
Ano
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ano v případě předchozího hodnocení 4 nebo nic.
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Vyučovací jazyk
|
Čeština, Angličtina
|
Obs/max
|
|
|
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ano v případě předchozího hodnocení 4 nebo nic.
|
Letní semestr
|
14 / -
|
0 / -
|
9 / -
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Zimní semestr
|
0 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Opakovaný zápis
|
NE
|
Opakovaný zápis
|
NE
|
Rozvrh
|
Ano
|
Vyučovaný semestr
|
Letní semestr
|
Vyučovaný semestr
|
Letní semestr
|
Minimum (B + C) studentů
|
10
|
Volně zapisovatelný předmět |
Ano
|
Volně zapisovatelný předmět
|
Ano
|
Vyučovací jazyk
|
Čeština, Angličtina
|
Počet dnů praxe
|
0
|
Počet hodin kontaktní výuky |
|
Hodnotící stupnice |
1|2|3|4 |
Periodicita |
každý rok
|
Hodnotící stupnice pro zp. před zk. |
S|N |
Periodicita upřesnění |
|
Základní teoretický předmět |
Ano
|
Profilující předmět |
Ne
|
Základní teoretický předmět |
Ano
|
Hodnotící stupnice |
1|2|3|4 |
Hodnotící stupnice pro zp. před zk. |
S|N |
Nahrazovaný předmět
|
Žádný
|
Vyloučené předměty
|
Nejsou definovány
|
Podmiňující předměty
|
Nejsou definovány
|
Předměty informativně doporučené
|
KKE/MTK nebo KKE/MT1
|
Předměty,které předmět podmiňuje
|
Nejsou definovány
|
Graf četnosti udělených hodnocení studentům napříč roky:
Obrázek PNG
,
XLS
|
Cíle předmětu (anotace):
|
Cílem je seznámit studenty se současným stavem výpočtové mechaniky tekutin a prohloubit znalosti u těch studentů, kteří absolvovali základní kurs mechaniky tekutin, a to ve třech oblastech: stlačitelná proudění, rychlostní mezní vrstvy, turbulentní proudění. Vlastnosti těchto proudění a diferenciální rovnice pro jejich určení spolu s turbulentními modely a jejich použitím budou v centru zájmu. Studenti se naučí pracovat se špičkovým komerčním programem na proudění FLUENT-ANSYS.
|
Požadavky na studenta
|
Zápočet: Numerický výpočet zadané úlohy na proudění či sdílení tepla a jeho prezentace písemným referátem.
Zkouška: Písemné a ústní ověření znalostí teorie a metod řešení proudění v rozsahu odpřednesené látky.
|
Obsah
|
Témata přednášek podle týdnů:
1. Úvod. Bilanční rovnice a z ní plynoucí rovnice proudění pro zachování hmotnosti a hybnosti.
2. Pokračování v odvozování rovnic proudění: energetická rovnice a její zvláštní tvary jako je Fourier- Kirchhoffova rovnice a 1. zákon termodynamiky, popis disipace. Vlastnosti a klasifikace parciálních diferenciálních rovnic.
3. Základní vztahy stlačitelného, nevazkého, izoentropického, ustáleného proudění, Hugoniotů teorém, rychlost zvuku jako funkce rychlosti proudění, kritický, celkový a maximální stav, rovnice izoentropického prooudění a parametry kritického stavu, vlastnosti expanse v dýze při různých protitlacích.
4. Stlačitelné proudění. Kritické průtočné množství při adiabatických podmínkách s energetickými ztrátami. Kolmý a šikmý kompresní ráz.
5. Stlačitelné proudění. Proudění se ztrátami v adiabatickém potrubí, v labyrintové ucpávce. Expanzní rázové vlny Prandtl-Meyerova typu.
6. Vířivé proudění, operátor rotace aplikovaný na pohybovou rovnici, vlastnosti cirkulace v nevazkém proudění, rychlost indukovaná vírovým vláknem. Úvod do teorie rychlostní mezní vrstvy.
7. Mezní vrstva. Náhradní tlouštky mezní vrstvy. odtržení mezní vrstvy a úplav špatně obtékaných těles. Integrální rovnice mezní vrstvy - její odvození a analýza.
8. Mezní vrstva. Pohlhausenova metoda určení rychlostního profilu. Laminární a turbulentní mezní vrstva na desce a na štíhlých leteckých profilech.
9. Rovnice mezní vrstvy zjednodušená Prandtlem. Upřesnění procesu odtržení proudu, tvorba separačních bublin. Úvod do turbulentního proudění. Statistické charakteristiky turbulence, kovariance rychlostních fluktuací a výkonové spektrální hustoty. Měření fluktuací žárovým anemometrem.
10. Turbulentní proudění. Časové ustředňování základních diferenciálních rovnic proudění, Van Driestovy a Reynoldsovy rovnice. Turbulentní smykové napětí, turbulentní vazkost, turbulentní tepelný tok, nutnost zavedení modelů turbulence. Teorie směšovací délky, logaritmický zákon stěny, univerzální rozložení rychlosti.
11. Turbulentní proudění. Přesné turbulentní transportní rovnice a podstata jejich modelování. Některé modely turbulence: Reynoldsův napěťový model (RSM), K-epsilon , K-omega , Renormalizace grup RNG K-epsilon, LES, DES a jejich vlastnosti.
12. Obtékání leteckých profilů. Vztlakový, odporový a torzní součinitel. Nástroje ke zvýšení maximálního vztlaku: zadní a přední klapky, sloty, odsávání mezní vrstvy, vefukování do mezní vrstvy. Teorie křídla, indukovaný odpor.
13. Statické a dynamické síly působící na profil. Stabilita vibrací a kritická letová rychlost. Divergence profilu v ohybu, flutter v ohybu a torzně ohybový flutter.
Obsah seminářů podle týdnů:
1.týden: Úvod do výpočtové dynamiky tekutin (CFD), výpočtové systémy, plánování analýzy CFD, FLUENT - struktura programu, možnosti programu.
2.týden: Spuštění FLUENTu a GAMBITu, možnosti pre- a post-zpracování, uživatelská rozhraní, ukázky.
3. týden: Diskretizace výpočtové oblasti, strukturované a nestrukturované výpočtové sítě, GAMBIT- práce na vzorových úlohách.
4. týden: Druhy okrajových podmínek, fyzikální vlastnosti, úvod do používání FLUENTu.
5.týden: Nevazký, laminární a turbulentní proud, dělený řešič, proudění v ohybu kanálu.
6.týden: Řídící parametry řešení, přenos tepla, periodické proudění.
7.týden: Zpracování výsledků, vizualizace, alfanumerická hlášení.
8.týden: Modelování turbulence, modelování mezních vrstev, proudění v ejektoru
9.týden: Vázané řešiče, stlačitelné proudění v dýze.
10.týden: Adaptace výpočtové sítě. Proudění v turbinové lopatkové mříži, vnější proudění.
11.týden: Případy neustálených proudění, proudění kolem špatně obtékaného tělesa.
12.týden: 3-rozměrné proudění, rotující souřadný systém, proudění ve stupni ventilátoru
13.týden: Prostorová proudění v průmyslových a výzkumných aplikacích, rekapitulace.
|
Aktivity
|
|
Studijní opory
|
|
Garanti a vyučující
|
|
Literatura
|
-
Základní:
Kozubková, Marie; Drábková, Sylva. Numerické modelování proudění. VŠB-TU Ostrava, 2003.
-
Doporučená:
Fletcher, Clive A. J. Computational techniques for fluid dynamics 1 : fundamental and general techniques. 2nd ed. Berlin : Springer, 1991. ISBN 3-540-53058-4.
-
Doporučená:
Chen, Chin-Jen; Jaw, Shenq-Yuh. Fundamentals of turbulence modeling. [1st ed.]. Bristol : Taylor & Francis, 1997. ISBN 1-56032-405-8.
-
Doporučená:
Manuály Gambit, Fluent, Rampant.
-
On-line katalogy knihoven
|
Časová náročnost
|
Všechny formy studia
|
Aktivity
|
Časová náročnost aktivity [h]
|
Projekt individuální [40]
|
25
|
Příprava na zkoušku [10-60]
|
40
|
Kontaktní výuka
|
65
|
Celkem
|
130
|
|
Předpoklady
|
Odborné znalosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že je student před zahájením výuky schopen: |
vysvětlit základní jevy statiky a dynamiky mechaniky tekutin a určit jejich vlastnosti |
znát a popsat jednoduché úlohy výpočtově a experimentálně |
rozumět matematickému popisu principů složitějších problémů proudění, které jsou jádrem komerčních programů v oboru mechanika tekutin a na základě toho fundovaně pracovat a ověřovat pravdivost výsledků |
přenášet metody mechaniky tekutin do příbuzných oborů |
vypočítat základní statistické parametry dat |
vysvětlit základní jevy statiky a dynamiky mechaniky tekutin |
Odborné dovednosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že student před zahájením výuky dokáže: |
používat kancelářský software |
řešit jednoduché praktické příklady z mechaniky tekutin |
|
Výsledky učení
|
Odborné znalosti - po absolvování předmětu prokazuje student znalosti: |
porozumět matematickému aparátu, který popisuje laminární nebo turbulentní proudění |
modelovat geometrii řešených prostorových úloh, pokrýt ji výpočtovou sítí, řídit numerický výpočet |
zpracovat výsledky výpočtu pomocí postprocesorového programu |
řešit náročné technické úlohy: nestacionární, stlačitelná proudění, s pohyblivou geometrií |
Odborné dovednosti - po absolvování předmětu prokazuje student dovednosti: |
orientovat se v mechanice tekutin, zejména v dynamice tekutin, problematice turbulence a smykových oblastí |
umět správně zvolit matematický model pro danou fyzikální úlohu |
formulovat správně zadání pro matematickou simulaci |
ovládat základní software pro řešení úloh z dynamiky tekutin |
|
Hodnoticí metody
|
Odborné znalosti - odborné znalosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Kombinovaná zkouška, |
Individuální prezentace, |
|
Vyučovací metody
|
Odborné znalosti - pro dosažení odborných znalostí jsou užívány vyučovací metody: |
Samostatná práce studentů, |
Přednáška s aktivizací studentů, |
|
|
|
|