Výpočtová podpora v energetice (FSI-IMP)

Akademický rok 2022/2023
Garant: Ing. Martin Lisý, Ph.D.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem je seznámení studentů s přístupy k modelování pro návrh, analýzu a optimalizaci provozování průmyslových a energetických jednotek (procesů) a zařízení. Studenti by měli být schopni vybrat typ modelu pro řešení typických problémů, mít povědomí o metodách řešení a být schopni jednodušší úlohy řešit.
Výstupy studia a kompetence:
Pochopení zásad návrhu matematických modelů procesních a energetických systémů a jejich aplikací v praxi. Přehled o procesních a energetických systémech a typech modelů, které se používají pro jejich navrhování, analýzu a optimalizaci. Po absolvování by posluchači měli být schopni zvolit vhodný typ modelu pro návrh, analýzu či optimalizaci systému či zařízení a rozumět podstatě používaných modelů.
Prerekvizity:
Základní znalosti z matematiky a fyziky z prvních čtyř semestrů studia na FSI.
Obsah předmětu (anotace):
V kurzu se posluchači na řadě příkladů seznámí se základními typy matematických modelů používaných pro navrhování, analýzu a optimalizaci procesních systémů a zařízení:
• Model zpracovatelské linky popisující hmotovou a energetickou bilanci kontinuálního procesu v ustáleném stavu.
• Model procesního zařízení popisující průběh procesu v závislosti na čase.
• Model pro optimalizaci procesu či zařízení.
• Model pro detailní analýzu podmínek v zařízení.
Probírané modely jsou povětšinou na bázi systému rovnic (převážně lineárních) a obyčejných diferenciálních rovnic. Kromě analytického řešení systémů rovnic se posluchači naučí aplikovat základní numerické metody řešení a naučí se řešit příklady s počítačovou podporou.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie, vysvětlení metod řešení a předvedení postupů řešení. Přednášky zahrnují ukázkové příklady, řešené interaktivně se studenty, s důrazem na pochopení. Průběžně je do přednášek zahrnuto opakování nejdůležitějších prerekvizit, nutných pro zvládnutí probírané látky.

Cvičení je zaměřeno na řešení příkladů s využitím teorie a metod z přednášek, většinou na počítači, v programu MS Excel.
Způsob a kritéria hodnocení:
ZÁPOČET: Pro udělení zápočtu je nutná pravidelná a aktivní účast ve cvičeních, dodání všech zadaných úkolů a úspěšné zvládnutí zápočtové písemky. Kritériem úspěšného zvládnutí písemky je získání nadpolovičního počtu bodů. Posluchač má u písemky možnost jedné opravy.

ZKOUŠKA: Zkouška je písemná. Maximální celkový dosažitelný počet bodů ze zápočtu a zkoušky je 100. Hodnocení je pak provedeno standardním způsobem podle počtu dosažených bodů (0-50 bodů …F, 51-60 bodů …E, 61-70 bodů …D, 71-80 bodů …C, 81-90 bodů …B, 91 a víc bodů …A).
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast ve cvičení je kontrolována, nutnou podmínkou udělení zápočtu je pravidelná účast ve výuce (tzn. maximálně 3 neúčasti ve cvičení).. Účast na přednáškách není kontrolovaná, nicméně splnění úkolů ve cvičeních vyžaduje znalosti z přednášek.
Typ (způsob) výuky:
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Cvičení s počítačovou podporou Cvičení s počítačovou podporou. Řešení úloh k jednotlivým přednáškovým tématům, vesměs v programu MS Excel.
Literatura - základní:
1. R. M. Felder and R. W. Rousseau, Elementary Principles of Chemical Processes, 3rd Update Edition. Wiley, 2004.
Literatura - doporučená:
1. Perry, Robert H.: Perry’s chemical engineers’ handbook, McGraw-Hill, New York, 2008
2. Agami Reddy, T.: Applied Data Analysis and Modeling for Energy Engineers and Scientists, 1 edition. Springer US, 2011
3. Ramirez, W. F.: Computational Methods for Process Simulation, 2 edition. Oxford ; Boston: Butterworth-Heinemann, 1998
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 1 Z
B-ENE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 1 3 Z