Základy hydroelasticity (FSI-MZH)

Akademický rok 2022/2023
Garant: prof. Ing. František Pochylý, CSc.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Navrhovat, optimalizovat a tvůrčím způsobem zdokonalovat
hydraulická a pneumatická zařízení.
Výstupy studia a kompetence:
Znalost aplikované hydrodynamiky a na jejím základě
odvozování principů základních hydraulických prvků
a mechanismů.
Prerekvizity:
Základy hydrodynamiky, termomechaniky, dynamiky těles
Obsah předmětu (anotace):
Výuka bude navazovat na předmět Fluidní inženýrství. Cílem je prohloubení znalostí v nestacionárním pohybu tuhého a pružného tělesa v reálné tekutině.
Záměrem je aplikace na konstrukci hydraulických prvků a systémů.
Metody vyučování:

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna výpočtovým modelováním.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet - účast na cvičení a zadané úlohy
Zkouška – ústní
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Semináře, písemné úlohy na cvičeních
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Nestacionární pohyb tuhého tělesa v reálné kapalině.
Aplikace na pohyb pístu a ventilu.
Princip dynamického tlumiče.
Princip hydrodynamického tlumiče rotorových soustav – tenzor přídavných hmotností, tuhosti a tlumení.
Princip hydrodynamického ložiska – vliv stlačitelnosti a kavitace.
Princip hydrodynamické těsnící spáry v závislosti na laminárním a turbulentním proudění.
Tuhost kapalinové vrstvy v závislosti na účinku Taylorových vírů.
Nestacionární pohyb pružného tělesa v kapalině.
Stabilita trubky protékané kapalinou.
Spektrální a modální vlastnosti stlačitelné kapaliny – aplikace na hledání poruchy v potrubním systému – hledání místa havárie v závislosti na šíření tlakové vlny.
    Laboratorní cvičení Výpočet přídavných hmotností pístu ve válci naplněném kapalinou – návrh dynamického tlumiče tekutinového systému.
Výpočet přídavných účinků tekutiny na rotor opatřený hydrodynamickým tlumičem a kluzným ložiskem.
Samobuzené kmitání ventilu, obtékaného kapalinou.
Experimentální stanovení přídavní hmotnosti, při kmitání tuhého a pružného tělesa v kapalině.
Literatura - základní:
1. BRDIČKA, Miroslav: Mechanika tekutin.
2. BIRD, R. Byron, Warren E. STEWART a Edwin N. LIGHTFOOT. Přenosové jevy: sdílení hybnosti, energie a hmoty. Přeložil Štefan ŠALAMON, přeložil Vladimír MÍKA. Praha: Academia, 1968.
3. PIVOŇKA, Josef. Tekutinové mechanismy. Praha: SNTL, 1987.
4. PAIDOUSSIS, M. P: Fluid - structure interactions: Slender structures and axial flow. Volume 2, Elsevier Ltd. 2004, ISBN 0-12-544361-7.
5. AXISA, François a Jose ANTUNES. Modelling of mechanical systems. Amsterdam: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2007. ISBN 0-7506-6847-4.
6. BRDIČKA, Miroslav, Ladislav SAMEK a Bruno SOPKO. Mechanika kontinua. Vyd. 2., opr. Praha: Academia, 2000. ISBN 8020007725.
Literatura - doporučená:
1. ŠOB, František. Hydromechanika. Vyd. 2. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2008. ISBN 978-80-214-3578-0.
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