338-0018/02 – Turbulence (TURB)
Gurantor department | Department of Hydromechanics and Hydraulic Equipment | Credits | 5 |
Subject guarantor | doc. Ing. Tomáš Blejchař, Ph.D. | Subject version guarantor | prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc. |
Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Choice-compulsory |
Year | 5 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
Year of introduction | 1998/1999 | Year of cancellation | 2000/2001 |
Intended for the faculties | | Intended for study types | |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
..........................................................................
Teaching methods
Lectures
Tutorials
Summary
- fyzikální význam bilančních rovnic proudění v integrálním tvaru (rázové vlny)
- numerické metody řešení (diferenční metoda, metoda konečných objemů, metoda
konečných prvků, spektrální metoda)
- MKO - simple a simplec metody, interpolační schéma, konvergence,metody řešení
diskretizovaných rovnic, LGS řešič, multigrid
- MKP - Ansys
- Fluent 5, modely turbulence, typy nestrukturovaných sítí, adaptace sítě,
vyhodnocení
- okrajové podmínky při přestupu tepla stěnou, časově závislé okrajové
podmínky, proudění pevných částic
- modelování velkých vírů - LES model
- Gambit - tvorba strukturované a nestrukturované sítě
- Aplikace
Compulsory literature:
.................................................................
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 komerčními systémy (Fluent 4, Fluent
5, Rampant, Fidap, Nekton, Ansys - Flotran, Star 3D, Gambit), přehled řešených
úloh
C.: vyhledání informací o CFD na internetovské adrese www.fluent.com
2. P.: Integrální tvar bilančních rovnic, Navier-Stokesova rovnice (laminární
proudění), sčítací pravidla, příklady, obtékání schodu pro cvičení (laminární
proudění)
C.: zadání úlohy obtékání schodu, grafické i číselné určení bodu připojení
3. P.: Numerické řešení diferenciální rovnice 1.řádu, diferenční metoda
Taylorova rozvoje, integrální metoda, metoda konečných objemů, význam, metoda
konečných prvků, spektrální metoda
C.: Testování různých modelů turbulence a stěnových funkcí při výpočtu obtékání
schodu, vyhodnocení EXCELem
4. P.: Integrace metodou konečných objemů pro jednorozměrnou rovnici kontinuity
a pohybovou rovnici, iterační cyklus, simple a simplec metody, interpolační
schéma, konvergence (reziduály, uderrelax),
C.: Testování interpolačních schémat 1. a 2. řádu a jejich vliv na přesnost
výpočtu
5. P.: Rozdíly mezi Fluentem 4 a 5, import CASE souborů do Fluentu 5, roletové
menu, modely turbulence, typy sítí, adaptace sítě podle gradientu a jiných
veličin
C.: Import case souborů do Fluentu 5, menu, výpočet, vyhodnocení, adaptace sítí
6. P.: Okrajové podmínky ve Fluentu 5, změny typu okrajových podmínek, zadávání
profilů pro okrajové podmínky, metody výpočtu, vyhodnocení
C.: Zadávání okrajových podmínek pomocí profilů nebo C jazykem
7. P.: Matematické modely turbulence ve Fluentu 5 – stlačitelné proudění, N-S
rovnice, rovnice kontinuity, Reynoldsova rovnice, časové středování,
Reynoldsova pravidla, Boussinesqova hypotéza, dvourovnicový model turbulence (k-
eps model, RNG model, RSM model)
C.: Výpočet a porovnání modelů turbulence ve Fluentu 4 a 5
8. P.: Přirozená a smíšená konvekce pro nestlačitelné a stlačitelné proudění,
Boussinesqova aproximace, přestup tepla stěnou, fyzikální veličiny závislé na
teplotě, modelování proudění v blízkosti stěny stěnové funkce, okrajové
podmínky, zadání úlohy neizotermního proudění mezi rotujícími disky
C.: výpočet proudění mezi rotujícími disky, úloha s přestupem tepla stěnou,
viskozita je funkcí teploty
9. P.: Okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, podmínky symetrie,
periodické podmínky, podmínky na stěně, přestup tepla stěnou, časově závislá
úloha, jejich definice ve Fluentu 5
C.: Individuální semestrální práce, téma, diskuze o použitých metodách
10. P.: Gambit - metodika tvorby 2D geometrie, 2D sítě, kontrola sítě
C.: Vytvoření 2D geometrie pro semestrální práci
11. P.: Gambit - metodika tvorby 3D geometrie, 3D sítě, kontrola sítě
C.: Výpočty příkladu ze semestrální práce různými modely turbulence, testovat
vliv adaptace sítě
12. P.: Proudění s pevnými částicemi a kapkami, trajektorie, příměsi a jejich
definice, změna skupenství,
C.: Grafické vyhodnocení a porovnání výsledků
13. P.: LES-metoda, aplikace na obtékání schodu
C.: Vytvoření 3D geometrie semestrální úlohy
14. P.: Prezentace semestrálních prací, definování problému, metody výpočtu,
prezentace výsledků
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.