Simulační výpočty, CAD (FSI-9SVC)

Akademický rok 2019/2020

Garant:	doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Garantující pracoviště:	ÚPI	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	čeština
Cíle předmětu:
Hlavním cílem předmětu je připravit studenty tak, aby byli schopni vyvinout, implementovat a aplikovat vhodný model pro řešení problémů z oblasti své doktorské práce.
Výstupy studia a kompetence:
Pochopení zásad návrhu matematických modelů a simulací složitých systémů. Přehled o počítačových modelech a simulacích pro navrhování, analýzu a optimalizaci.
Prerekvizity:
Inženýrská úroveň znalosti matematiky, fyziky a chemie.
Obsah předmětu (anotace):
Doktorandi se seznámí se simulacemi procesů a metodami výpočtové podpory při návrhu procesů a zařízení. Studenti prohloubí svoje znalosti bilancování komplexních systémů včetně vícefázových, reaktivních a transientních procesů. Bude provedena klasifikace matematických modelovacích přístupů pro chemické systémy, jmenovitě systémy s přenosem látky, tepla, prouděním a reakcemi. Pozornost bude věnována numerickým metodám pro řešení rovnic modelu a popisu dynamiky v časové oblasti. Studenti získají přehled optimalizačních metod pro procesní systémy. Pozornost bude věnována také propagaci chyb a regresi dat jako významným nástrojům pro zpracování experimentálních dat.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek zaměřených na témata potřebná pro zvládnutí individuálního doktorského projektu. Zahrnuje práci v odpovídajících softwarových nástrojích.
Způsob a kritéria hodnocení:
Student vyvine model procesu či simulační model se vztahem ke své doktorské práci.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Výuka probíhá formou konzultací a rozpravou nad zpracovávaným modelem v domluvených termínech.
Typ (způsob) výuky:
Přednáška	10 × 2 hod.	nepovinná
Osnova:
Přednáška	• Klasifikace matematických modelovacích přístupů • Bilancování komplexních systémů zahrnujících vícefázové, reaktivní či transientní procesy • Modelování chemických systémů s přenosem hmoty, tepla, prouděním a chemickými reakcemi • Simulace procesů s využitím modulárního přístupu • Simulace procesů s využitím rovníkového přístupu • Numerické metody pro řešení rovnic modelu • Časově dynamická simulace procesů v časové oblasti • Optimalizační techniky pro procesní systémy • Analýza šíření chyb • Regresní analýza dat

Literatura - základní:
1. Felder, R. M.; Rousseau, R. W.; Bullard, L. G.: Elementary Principles of Chemical Processes, 4th ed., Wiley, Hoboken, NJ, USA (2015)
2. Chaves, I. D.; López, J. R.; Zapata, J. L.; Robayo, A. L.; Niño, G. R.: Process Analysis and Simulation in Chemical Engineering, Springer, Cham, Switzerland (2016)
3. Dahlquist, G; Björck, Å.: Numerical Methods in Scientific Computing, SIAM, Philadelphia, PA, USA (2008)
Literatura - doporučená:
1. Upreti, S. R.: Process Modeling and Simulation for Chemical Engineers: Theory and Practice, Wiley, Hoboken, NJ, USA (2017)
2. Puigjaner, L.; Heyen, H. (Eds.): Computer Aided Process and Product Engineering, Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, Germany, (2006)
3. Press, W. H.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T.; Flannery, B. P.: Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing, 3rd ed., Cambridge University Press, Cambridge, UK (2007)