338-0528/01 – Fluent I (Flue1)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity2
Garant předmětuprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.Garant verze předmětuprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník1Semestr
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2004/2005Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KOZ30 prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 10+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Vyučovací metody

Anotace

- fyzikální význam laminarity a turbulence proudění tekutin - laminární a turbulentní matematické modely, souřadná soustava, časové středování, Reynoldsova napětí - metoda konečných objemů, programový systém Fluent - definování numerických parametrů - okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, podmínky symetrie, periodické podmínky, podmínky na stěně, přestup tepla stěnou - k-epsilon model, RNG model, RSM model - aplikace na úlohy obtékání překážek, přirozené konvekce, proudění příměsí a hmotných částic, přestup tepla stěnou

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.: Numerické modelování proudění, Fluent I. [Skripta]. Ostrava: VŠB-TU, 2003, 115 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

Program přednášek Týden Náplň přednášek 1 Úvod, numerické modelování proudění – různé komerční systémy, Fluent – fyzikální modely, turbulentní modely, komerční systémy pro řešení proudění, řešené příklady od firmy, katedrou, ekologické úlohy 2 Souřadný systém, Navier-Stokesova rovnice (laminární proudění), sčítací pravidla, příklady, proudění při náhlém rozšíření průřezu 3 Fyzikální význam turbulence 4 Matematický model turbulence, N-S rovnice, rovnice kontinuity, Reynoldsova napětí, časové středování, Reynoldsova pravidla, Boussinesqova hypotéza, dvourovnicový model turbulence 5 Obecná rovnice zachování, příklad rovnice vedení tepla+okrajové a počáteční podmínky, numerické metody řešení (diferenční metoda, metoda konečných objemů), geometrie a generace sítě, příklad proudění při přirozené konvekci, modelování Taylorových vírů 6 Integrace metodou konečných objemů pro jednorozměrnou rovnici kontinuity a pohybovou rovnici, iterační cyklus, interpolační schéma, konvergence (reziduály, uderrelax), skládání proudů, definování příměsi 7 Okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, podmínky symetrie, periodické podmínky, podmínky na stěně, přestup tepla stěnou, časově závislá úloha 8 Neizotermní proudění mezi rotujícími disky. Proudění s pevnými částicemi a kapkami, příměsi a jejich definice. 9 Metody řešení diskretizovaných rovnic, LGS řešič, multigrid. 10 k-eps model, RNG model, RSM model, modelování proudění v blízkosti stěny stěnové funkce, okrajové podmínky 11 Proudění skutečných kapalin, zákon zachování hmotnosti, hybnosti, energie, entalpie při stlačitelném proudění 12 Zadání individuálních seminárních prací, diskuze 13 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 14 Bilanční rovnice Program cvičení a seminářů + individuální práce studentů Týden Náplň cvičení a seminářů 1 Práce na SGI, operační systém Unix, přihlášení na IBM, úvod do Fluentu 2 Modelování laminárního proudění v obdélníkové mezeře, grafické vyhodnocení výsledků 3 Proudění při náhlém rozšíření průtočného průřezu, geometrie, okrajové podmínky 4 Turbulentní proudění za schodem, turbulentní okrajové podmínky 5 Výpočet neizotermního proudění při přirozené konvekci 6 Izotermické proudění v osově symetrickém případě - Taylorovy víry 7 Výpočet rozptylu příměsi, skládání proudu, 2D úloha 8 3D modelování rozptylu příměsi, srovnání koncentrací ve 2D a 3D 9 Rozptyl hmotných částic při proudění z komínu 10 Časově závislý zdroj, modelování a grafické vyhodnocení 11 Neizotermické proudění v mezeře mezi rotujícími disky s uvažováním vodivosti stěn a konstantními fyzikálními vlastnostmi 12 Řešení individuální seminární práce 13 Řešení individuální seminární práce 14 Řešení individuální seminární práce Seznam otázek ke zkoušce Č. otázky Znění otázky 1 Definování fyzikálního problému řešeného v seminární práci, zdůvodnění použitého matematického modelu, definování okrajových podmínek, diskuze o výsledcích řešení 2 Numerické modelování proudění, různé komerční systémy, Fluent – fyzikální modely, turbulentní modely 3 Souřadný systém, Navier-Stokesova rovnice (laminární proudění), indexování 4 Nestlačitelné turbulentní proudění, rovnice zachování hybnosti, rovnice kontinuity 5 Reynoldsova rovnice, časové středování, Reynoldsova pravidla 6 Boussinesqova hypotéza, dvourovnicový model turbulence 7 Obecná rovnice zachování, příklad rovnice vedení tepla+okrajové a počáteční podmínky 8 Numerické metody řešení (diferenční metoda, metoda konečných objemů, metoda konečných prvků, spektrální metoda 9 Geometrie a generace sítě 10 Integrace metodou konečných objemů pro jednorozměrnou rovnici kontinuity a pohybovou rovnici 11 Konvergence, reziduály, uderrelaxace 12 Okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, podmínky symetrie, periodické podmínky, podmínky na stěně, přestup tepla stěnou 13 Časově závislá úloha 14 Metody řešení diskretizovaných rovnic, LGS řešič, multigrid 15 Turbulentní modely ve Fluentu, k-eps model, RNG model, RSM model

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35 (35) 0
                Projekt Projekt 35  0
        Zkouška Zkouška 65 (65) 0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 65  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2302T006) Energetické stroje a zařízení P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2301T003) Dopravní technika a technologie (10) Kolejová doprava P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2301T003) Dopravní technika a technologie (20) Silniční doprava P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2301T003) Dopravní technika a technologie (30) Technologie dopravy P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (70) Zemní, těžební a stavební stroje P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (20) Výrobní stroje a zařízení P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (35) Dopravní stroje a manipulace s materiálem P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (40) Konstrukce strojních dílů a skupin P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (72) Technická diagnostika, opravy a udržování P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2303T002) Strojírenská technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2301) Strojní inženýrství (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2301) Strojní inženýrství (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2301) Strojní inženýrství (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2005/2006 (N2301) Strojní inženýrství (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku