338-0018/02 – Turbulence (TURB)
| Garantující katedra | Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Tomáš Blejchař, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 5 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1998/1999 | Rok zrušení | 2000/2001 |
| Určeno pro fakulty | | Určeno pro typy studia | |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
...................................................................
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
- 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
Povinná literatura:
FLUENT, Users Guide, Tutorial Guide. Lebanon: Fluent Incorporated, 1998, Vol.1-
4.
ROACHE, P.J.: Computational Fluid Dynamics. Albuquerque: Hermosa Publishers,
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.
Doporučená literatura:
.................................................................
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
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
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.