Výpočtové modelování turbulentního proudění (FSI-9VMT)

Akademický rok 2021/2022
Garant: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština či angličtina
Cíle předmětu:
Seznámení s pokročilejšími přístupy v oblasti výpočtového modelování proudění, vždy v návaznosti k problematice řešené v rámci dizertační práce.
Výstupy studia a kompetence:
Schopnost použití (teoreticky i prakticky) pokročilejších přístupů pro modelování proudění v rámci problémů řešených v dizertační práci.
Prerekvizity:
Mechanika tekutin, diferenciální a integrální počet, práce s PC, zkušenost práce v CFD je výhodou
Obsah předmětu (anotace):
Kurz je zaměřen na teorii i praxi výpočtových simulací turbulentního proudění. Po krátkém úvodu do metody konečných objemů a modelování turbulence jsou probírána pokročilejší témata (především v závislosti na aktuálně řešené problematice v rámci témat dizertačních prací): vícefázová proudění (volná hladina, kavitace, suspenze, bubliny), proudění v rotujícím souřadném systému, hybridní modely turbulence a large eddy simulation.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek a individuálních konzultací k problematice CFD řešené v rámci dizertační práce.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zkouška : výpočtová zpráva z problematiky řešené v rámci dizertační práce - diskuse o teorii výpočtového modelování proudění.
Hodnocení: prospěl/neprospěl.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Přednášky a konzultace řešené problematiky¨.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  10 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Metoda konečných objemů (principy, řešení soustav rovnic, relaxace řešení, konvergence)
2. Metoda konečných objemů (interpolační schémata, přesnost vs. stabilita)
3. Modelování turbulentního proudění (vlastnosti turbulence, RANS, problém uzavření)
4. Modelování turbulentního proudění (Boussinesquova hypotéza, eddy viscosity modely, model Reynoldsových napětí)
5. Large eddy simulation
6. Hybridní modely turbulence (scale resolving modely)
7. Vícefázové proudění (typy, fyzikální popis, Eulerův a Lagrangeův přístup)
8. Proudění s volnou hladinou (volume of fluid), proudění s kavitací (modely kavitace), modelování diskrétní fáze (DPM)
9. Modelování proudění v rotujícím souřadném systému (frozen rotor, mixing plane, moving wall)
10. Téma zařazené dle aktuálně řešené problematiky
Literatura - základní:
1. Vesteeg HK, Malalasekera W. 1995. An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The finite Volume Method. Longman, London
2. Wilcox, D.C.: Turbulence Modeling for CFD. DCW Industries. 1998
3. BRENNEN, C.E. Fundamentals of Multiphase Flow. 1. Cambridge University Press, 2005.
4. DAVIDSON, Lars. Fluid mechanics, turbulent flow and turbulence modeling [online]. 1. Göteborg: Chalmers University of Technology, 2019 [cit. 2019-10-28]. Dostupné z: http://www.tfd.chalmers.se/˜lada/postscript files/solids-and-fluids turbulent-flow turbulence-modelling.pdf
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
D-ENE-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-IME-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-KPI-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 L
D-APM-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 L
D-APM-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 L
D-ENE-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-IME-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-KPI-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 L