Simulační výpočty, CAD (FSI-9SVC-A)

Akademický rok 2019/2020

Garant:	doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Garantující pracoviště:	ÚPI	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	angličtina
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. R. M. Felder and R. W. Rousseau, Elementary Principles of Chemical Processes, 3rd Update Edition. Wiley, 2004.
2. W. F. Ramirez, Computational Methods for Process Simulation, 2 edition. Oxford ; Boston: Butterworth-Heinemann, 1998.
3. B. V. Babu, Process Plant Simulation. Oxford University Press, 2004.
Literatura - doporučená:
1. L. Puigjaner and G. Heyen, Eds., Computer Aided Process and Product Engineering (CAPE): 2 Volume Set, 1 edition. Weinheim: Wiley-VCH, 2006.
2. R. Aris, Mathematical Modelling Techniques, Rei Una edition. New York: Dover Publications, 1995.
3. W. L. Luyben, Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers, 2 Sub edition. New York: McGraw-Hill Companies, 1989.