Akademický rok 2023/2024 |
Garant: | Ing. Robert Popela, Ph.D. | |||
Garantující pracoviště: | LÚ | |||
Jazyk výuky: | čeština | |||
Cíle předmětu: | ||||
Cílem kurzu je seznámit studenty s teoretickými základy metody konečných objemů pro počítačové simulace proudění tekutin. Dále je seznámit s průmyslovým standardem implementace prostředků CFD pro řešení inženýrských problémů v oblasti externího proudění v letectví. | ||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
Absolvent předmětu získává přehled o numerických způsobech řešení Navier-Stokesových rovnic, praktické implementaci CFD kódů, metodickém postupu tvorby modelu a řešení konkrétních případů proudění pro zajištění důvěryhodnosti simulací. Dále se seznámí s průmyslovým standardem řešení problémů počítačové mechaniky tekutin. | ||||
Prerekvizity: | ||||
Matematika (zejména diferenciální a integrální počet), fyzika (zejména hydromechanika a termomechanika). Aerodynamika. | ||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
Úvod do problematiky počítačové mechaniky tekutin, historický přehled. Algoritmus řešení problémů CFD. Matematický popis problému mechaniky tekutin pro zpracování pomocí počítače. Metoda konečných diferencí a metoda konečných objemů - formulace a matematická teorie. Diskretizace. Numerické řešení soustav rovnic. Modelování turbulence, stlačitelného proudění a další pokročilé modely. Praktický postup řešení inženýrského problému z oblasti externí aerodynamiky v letectví. | ||||
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 formou výuky s využitím zvoleného CFD software. | ||||
Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
Účast ve cvičeních a laboratorních cvičeních je povinná. Účast na přednáškách není povinná. Student získá zápočet z předmětu když do konce zkouškového období za zimní semestr splní :- má větší účast ve cvičeních než 11 ze 14, - správně vypracuje a odevzdá domácí práce zadané během semestru, - správně vypracuje a odevzdá zprávy o laboratorním měření, - dopočítá doma všechny příklady, které ve cvičení nedořešil. Zkouška z předmětu je písemná a v případě nejasností v písemných odpovědích i ústní. V písemné části zkoušky student odpovídá na 5 otázek po 10-ti bodech a dále řeší 2 příklady, každý za 20 bodů. Minimální počet bodů pro absolvování zkoušky je 45. V ústní části zkoušky student odpovídá na doplňující otázky ke svým výsledkům z testu. |
||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Je-li účast ve cvičení nižší než 11 ze 14 student doloží, že vyřešil všechny příklady ze cvičení kdy chyběl. Je-li účast ve cvičeních nižší než 50 % student výuku individuálně nahrazuje. | ||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 13 × 1 hod. | nepovinná | ||
Cvičení s počítačovou podporou | 13 × 2 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | Úvod a historický přehled metod CFD. Algoritmizace problému CFD. Matematický aparát CFD. Metoda konečných objemů. Modelování Turbulence. Diskretizace. Numerické řešení soustav algebraických rovnic. Praktický postup simulace - průmyslová perspektiva. Paralelizace výpočtů. Stlačitelné proudění. |
|||
Cvičení s počítačovou podporou | Tvorba geometrické reprezentace zadaného modelovaného problému - preprocessing. Tvorba výpočetní sítě. Import a řešení pomocí vybraného CFD kódu. Postprocessing - vyhodnocení kvantitativní a kvalitativní. Report. |
|||
Literatura - základní: | ||||
1. Anderson, J., D., Computational Fluid Dynamics, McGraw-Hill Education, ISBN-10: 0070016852 | ||||
2. Tu, J., Yeoh, G., H., Liu, Ch., Computational Fluid Dynamics - A practical approach, Butterworth-Heineman, ISBN 978-0-7506-8563-4 |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
N-LKT-P | prezenční studium | STL Stavba letadel | -- | kl | 4 | Povinně volitelný | 2 | 1 | L |
N-LKT-P | prezenční studium | TLT Technologie provozu letadlové a letištní techniky | -- | kl | 4 | Povinně volitelný | 2 | 1 | L |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile