338-0013/01 – Finite Volume Method (MKO)

Gurantor departmentDepartment of Hydromechanics and Hydraulic EquipmentCredits5
Subject guarantorprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.Subject version guarantorprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
Year4Semestersummer
Study languageCzech
Year of introduction1998/1999Year of cancellation2000/2001
Intended for the facultiesIntended for study types
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+2

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Teaching methods

Summary

- fyzikální význam turbulence - matematický model laminárního a turbulentního, nestlačitelného a stlačitelného proudění - programové systémy pro řešení proudění - metoda konečných objemů ve Fluentu - okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, podmínky symetrie, periodické podmínky, podmínky na stěně, přestup tepla stěnou - k-eps model, RNG model, RSM model - aplikace

Compulsory literature:

FLUENT. Users Guide, Tatorial Guide. Lebanon: Fluent Incorporated, 1998, Vol. 1- 4. ROACHE,P.J. Computational Fluid Dynamics. Albuquerque: Hermosa Publischers, 1976, 612 p. KOZUBKOVÁ,M.-DRÁBKOVÁ,S.-ŠŤÁVA.P. Matematické modely nestlačitelného a stlačitelného proudění. Metoda konečných objemů. Skripta. Ostrava: VŠB-TU, 1999, 106 s.

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Other requirements

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

1. P.: Úvod, numerické modelování proudění – různé komerční systémy, Fluent – fyzikální modely, turbulentní modely, komerční systémy pro řešení proudění, řešené příklady od firmy, katedrou, ekologické úlohy C.: práce na SGI, operační systém Unix, přihlášení na IBM, úvod do Fluentu 2. P.: Souřadný systém, Navier-Stokesova rovnice (laminární proudění), sčítací pravidla, příklady, proudění při náhlém rozšíření průřezu C.: Modelování laminárního proudění v obdélníkové mezeře, grafické vyhodnocení výsledků 3. P.: Fyzikální význam turbulence C.: proudění při náhlém rozšíření průtočného průřezu, geometrie, okrajové podmínky 4. P.: Matematický model turbulence, N-S rovnice, rovnice kontinuity, Reynoldsova napětí, časové středování, Reynoldsova pravidla, Boussinesqova hypotéza, dvourovnicový model turbulence C.: Turbulentní proudění za schodem, turbulentní okrajové podmínky 5. P.: Obecná rovnice zachování, příklad rovnice vedení tepla+okrajové a počáteční podmínky, numerické metody řešení (diferenční metoda, metoda konečných objemů, metoda konečných prvků, spektrální metoda), geometrie a generace sítě, příklad proudění při přirozené konvekci, modelování Taylorových vírů C.: Výpočet neizotermního proudění při přirozené konvekci 6. P.: Integrace metodou konečných objemů pro jednorozměrnou rovnici kontinuity a pohybovou rovnici, iterační cyklus, simple a simplec metody, Interpolační schéma, konvergence (reziduály, uderrelax), skládání proudů, definování příměsi C.: Izotermické proudění v osově symetrickém případě - Taylorovy víry 7. P.:Okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, podmínky symetrie, periodické podmínky, podmínky na stěně, přestup tepla stěnou, časově závislá úloha C.: Výpočet rozptylu příměsi, skládání proudu, 2D úloha 8. P.: Neizotermní proudění mezi rotujícími disky (dipl.Milota). Proudění s pevnými částicemi a kapkami, příměsi a jejich definice. C.: 3D modelování rozptylu příměsi, srovnání koncentrací ve 2D a 3D 9. P.: Metody řešení diskretizovaných rovnic, LGS řešič, multigrid. C.: Rozptyl hmotných částic při proudění z komínu 10. P.: k-eps model, RNG model, RSM model, modelování proudění v blízkosti stěny stěnové funkce, okrajové podmínky C.: Časově závislý zdroj, modelování a grafické vyhodnocení 11. P.: Proudění skutečných kapalin, zákon zachování hmotnosti, hybnosti, energie, entalpie při stlačitelném proudění C.: Neizotermické proudění v mezeře mezi rotujícími disky s uvažováním vodivosti stěn 12. P.: Zadání individuálních seminárních prací, diskuze C.: Řešení individuální seminární práce 13. P.: Fluent 4.5 a Fluent 5: Rozdíly, import CASE souborů do Fluentu 5, roletové menu, modely turbulence, typy sítí, adaptace sítě podle gradientu a jiných veličin, okrajové podmínky, změny typu okrajových podmínek, zadávání profilů pro okrajové podmínky, metody výpočtu, vyhodnocení C.: Řešení individuální seminární práce 14. P.: Bilanční rovnice C.: Řešení individuální seminární práce

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (145) 51
        Examination Examination 100  0
        Exercises evaluation Credit 45  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.ZaměřeníFormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2005/2006 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner