Počítačové modelování II (FSI-IPM)

Akademický rok 2020/2021
Garant: prof. Ing. Miroslav Jícha, CSc.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Prohloubení teoretických i praktických znalostí a dovedností z oblasti
počítačového modelování proudění a přenosu tepla s ohledem na jejich
případné využití při zpracování DP.
Výstupy studia a kompetence:
Teoretické základy počítačového modelování komplexních problémů proudění
a přenosu tepla (modely turbulence, dvoufázové proudění, radiace).
Prohloubení a rozšíření znalostí práce s CFD-programem Star-CD
(zpracování a úpravy složitých modelů, nestrukturované sítě, různé druhy
výstupů, vizualizace).
Prerekvizity:
Teoretické základy přenosu tepla, termomechaniky a mechaniky tekutin.Základy počítačového modelování proudění a přenosu tepla
(diskretizační metody, zpracování nestacionárních úloh, konvektivně-difúzní úlohy, algoritmy řešení proudového pole).
Obsah předmětu (anotace):
Teoretická část (přednášky):
Modelování turbulence. Časově středované proudění. Turbulentní difuzivita (viskozita a tepelná vodivost), modely pro její určení. Pokročilé modely turbulence. Modelování dvoufázového proudění metodou PSICT. Modelování tepelné a solární radiace.
Praktická část (cvičení):
Řešení komplexních úloh proudění a přenosu tepla CFD-programem StarCD (3-D úlohy, radiace a sluneční záření, 2-fázové proudění, spalování).
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Pro udělení klasifikovaného zápočetu je nutné zpracovat semestrální projekt.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičení je povinná. Neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou nebo zpracováním zadaného úkolu dle pokynů cvičícího.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Charakteristiky turbulentního proudění. Problémy jeho modelování.
2. Numerická simulace turbulentního proudění. Základní přístupy.
3. Střední veličiny turbulentního proudění. Reynoldsovy rovnice.
4. Modely s turbulentní vazkostí. Boussinesqova hypotéza. Efektivní
viskozita.
5. Algebraické modely turbulence. Jedno- a dvourovnicové modely.
6. Okrajové podmínky pro turbulentní proudění.
Vlastnosti turbulentní mezní vrstvy.
7. Reynolds-Stress modely. Metoda velkých vírů (LES).
8. Dvoufázové proudění. Metoda PSICT.
9. Řešení pohybu částic. Částicové zdrojové členy.
10.Numerické řešení tepelné radiace.
11.Modelování slunečního záření.
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Přístupy k tvorbě 3-D geometrie a generování výpočtové sítě.
2. Zpracování geometricky komplexních modelů, nestrukturované sítě.
3. Radiace a sluneční záření.
4. Dvoufázové proudění.
5. Dvoufázové proudění,analýza a zpracování výsledků.
6. Zadání semestrální práce.
7. Zpracování semestrální práce.
Literatura - základní:
1. Versteeg, H.K., Malalasekera, W.: An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The Finite Volume Method, , 0
Literatura - doporučená:
1. : Star-CD v.3.0 Manuals., , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-ENI Energetické inženýrství -- kl 4 Volitelný 2 2 Z
M2I-P prezenční studium M-TEP Technika prostředí -- kl 4 Povinný 2 2 Z