Modelování tekutinových mechanismů (FSI-MTM)

Akademický rok 2022/2023
Garant: prof. Ing. František Pochylý, CSc.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Schopnost vytvořit matematické a simulační modely prvků tekutinových mechanismů, jakož i základních obvodů těchto mechanismů za účelem predikce chování těchto systémů již ve stadiu návrhu.
Výstupy studia a kompetence:
Schopnost analyzovat, matematicky popsat chování prvku tekutinového mechanismu nebo mechanismu jako celku a simulovat toto chování.
Prerekvizity:
Nezbytné znalosti: diferenciální a integrální počet, hydrostatika a hydrodynamika, mechanika plynů, numerická matematika, programování počítačů.
Obsah předmětu (anotace):
Látka předmětu seznamuje se základy matematického modelování dynamiky tekutinových mechanismů a oblastí objemových čerpadel.
V oblasti matematického modelování dynamiky uvádí základní pojmy a definice. Dává přehled hlavních současných disponibilních simulačních prostředků a popisuje elektrohydraulickou analogii.
V oblasti objemových čerpadel se zaměřuje na přenos energie, účinnost a charakteristiku.
Cvičení navazující na přednášenou látku zahrnuje simulaci na počítači a ukázky výzkumu pro průmyslovou praxi.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet - dostatečná docházka a průběžná znalost látky.
Zkouška - zápočet, znalost látky a aplikace na konkrétních příkladech, zkouška má písemnou a ústní část.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Docházka na cvičeních je evidována a případná (limitovaná) absence se nahrazuje doplňkovými úkoly.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Základní pojmy a definice modelování hydraulických mechanismů
2. Nelinearity, specifické problémy
3. Modelování elementárních hydrostatických prvků
4. Modelování skutečných hydrostatických prvků
5. Modelování hydrostatických obvodů
6. Simulační programy, DYNAST, MATLAB
7. Aplikace simulačních programů
8. Modelování pulzací v hydrostatických mechanismech
9. Základní pojmy modelování pneumatických mechanismů
10. Zákonitosti proudění vzduchu potrubím
11. Modelování stacionárních a dynamických stavů pneumatických mechanismů
12. Základní typy objemových čerpadel
13. Modelování hydraulických poměrů u objemových čerpadel
    Laboratorní cvičení 1. Výpočty odporů proti pohybu.
2. Výpočty odporu proti zrychlení.
3. Výpočty odporů proti deformaci.
4. Modelování potrubí.
5. Modelování ventilů.
6. Příklady řešené simulačními programy.
7. Analytický výpočet rozběhu a brzdění hydraulického mechanismu.
8. Počítačová simulace rozběhu a brzdění hydraulického mechanismu.
9. Laboratorní ověření počítačové simulace rozběhu a brzdění hydr. mechanismu.
10. Pneumatické výpočty prvků pneumatického systému.
11. Použití programu pro animaci pneumatického mechanismu.
12. Výpočty základních typů objemových čerpadel.
13. Výpočet tlakových a průtokových poměrů v systému s pístovým čerpadlem.
Literatura - základní:
1. NEPRAŽ, František, Josef NEVRLÝ, Václav PEŇÁZ a Karel TŘETINA. Modelování systémů s hydraulickými mechanismy. Brno: Bosch Rexroth, 2002. ISBN 80-214-2187-8.
2. NEVRLÝ, Josef. Modelování pneumatických systémů. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2003. ISBN 80-720-4300-5.
4. AKERS, Arthur, Max GASSMAN a Richard John SMITH. Hydraulic power system analysis. Boca Raton, FL: CRC Press, 2006. ISBN 978-0824799564.
5. WATTON, John. Fundamentals of fluid power control. New York: Cambridge University Press, 2009. ISBN 05-217-6250-2.
Literatura - doporučená:
1. NEPRAŽ, František, Josef NEVRLÝ, Václav PEŇÁZ a Karel TŘETINA. Modelování systémů s hydraulickými mechanismy. Brno: Bosch Rexroth, 2002. ISBN 80-214-2187-8.
2. NEVRLÝ, Josef. Modelování pneumatických systémů. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2003. ISBN 80-720-4300-5.
4. AKERS, Arthur, Max GASSMAN a Richard John SMITH. Hydraulic power system analysis. Boca Raton, FL: CRC Press, 2006. ISBN 978-0824799564.
5. WATTON, John. Fundamentals of fluid power control. New York: Cambridge University Press, 2009. ISBN 05-217-6250-2.
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 4 Povinný 1 1 L
N-ETI-P prezenční studium FLI Fluidní inženýrství -- zá,zk 4 Povinný 2 2 L