338-0018/02 – Turbulence (TURB)

Gurantor departmentDepartment of Hydromechanics and Hydraulic EquipmentCredits5
Subject guarantordoc. Ing. Tomáš Blejchař, Ph.D.Subject version guarantorprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
Year5Semesterwinter
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 3+2

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

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 5 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner