Modelování tekutinových mechanismů (FSI-MTM)

Akademický rok 2026/2027
Garant: prof. Ing. František Pochylý, CSc.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:
 
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:

Nezbytné znalosti: diferenciální a integrální počet, hydrostatika a hydrodynamika, mechanika plynů, numerická matematika.
Obsah předmětu (anotace):

Látka předmětu seznamuje se základy matematického modelování dynamiky tekutinových mechanismů.

V oblasti matematického modelování dynamiky uvádí základní pojmy a definice. Dává přehled hlavních současných simulačních možností a popisuje rovněž základní elektrohydraulickou analogii.

V oblasti objemových čerpadel se zaměřuje na přenos energie, účinnost a charakteristiku.

Cvičení doplňují a rozšiřují přednášenou látku.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Zápočet – dostatečná docházka a průběžná znalost látky.

Zkouška – zápočet, znalost látky a aplikace na konkrétních příkladech, zkouška má písemnou a ústní část. Ústní část však není povinná a slouží k upřesnění klasifikace. Její konání záleží na rozhodnutí vyučujícího. Celkové hodnocení je dle bodové stupnice ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Základní pojmy, definice modelování hydraulických mechanismů, nelinearity a specifické problémy.

  2. Modelování elementárních prvků.

  3. Přenos a stabilita systému.

  4. Matematický model rotačního hydrogenerátoru.

  5. Matematický model rotačního hydromotoru.

  6. Regulace rotačního hydromotoru.

  7. Matematický model přímočarého hydromotoru.

  8. Matematický model hydraulického akumulátoru.

  9. Matematické modely řídících prvků a hydraulického vedení.

  10. Zákonitosti proudění vzduchu potrubím, pneumatická tuhost.

  11. Matematický model přímočarého pneumotoru.

  12. Matematický model lamelového pneumotoru.

  13. Odpory při přenosu energie, výpočet průtoku a škrcení plynů v pneumatickém systému.
    Laboratorní cvičení

  1. Výpočet odporů proti pohybu.

  2. Výpočty odporu proti zrychlení.

  3. Výpočty odporů proti deformaci.

  4. Modelování potrubí.

  5. Modelování ventilů.

  6. Stanovení amplitudové frekvenční charakteristiky a rezonančního maxima.

  7. Stanovení lineárního modelu a přechodové charakteristiky systému.

  8. Analytický výpočet rozběhu a brzdění hydraulického mechanismu.

  9. Vynucené kmity v hydraulickém obvodu.

  10. Výpočet vlastní frekvence přímočarého hydromotoru.

  11. Pneumatické výpočty prvků pneumatického systému.

  12. Realizace matematického modelu jednoduchého hydraulického obvodu.

  13. Výpočet tlakových a průtokových poměrů v systému s pístovým čerpadlem.
Literatura - základní:
1. NEPRAŽ, František, Josef NEVRLÝ, Václav PEŇÁZ a Karel TŘETINA. Modelování systémů s hydraulickými mechanismy. Brno: Bosch Rexroth, 2002. ISBN 80-214-2187-8.
2. NEVRLÝ, Josef. Modelování pneumatických systémů. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2003. ISBN 80-720-4300-5.
4. AKERS, Arthur, Max GASSMAN a Richard John SMITH. Hydraulic power system analysis. Boca Raton, FL: CRC Press, 2006. ISBN 978-0824799564.
5. WATTON, John. Fundamentals of fluid power control. New York: Cambridge University Press, 2009. ISBN 05-217-6250-2.
Literatura - doporučená:
4. AKERS, Arthur, Max GASSMAN a Richard John SMITH. Hydraulic power system analysis. Boca Raton, FL: CRC Press, 2006. ISBN 978-0824799564.
5. WATTON, John. Fundamentals of fluid power control. New York: Cambridge University Press, 2009. ISBN 05-217-6250-2.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-ETI-P prezenční studium FLI Fluidní inženýrství -- zá,zk 4 Povinný 2 2 L
C-AKR-P prezenční studium CLS Předměty letního semestru -- zá,zk 4 Volitelný 1 1 L