338-0532/01 – Fluent II (Flue2)

Gurantor departmentDepartment of Hydromechanics and Hydraulic EquipmentCredits2
Subject guarantorprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.Subject version guarantorprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementOptional
Year2Semester
Study languageCzech
Year of introduction2004/2005Year of cancellation2009/2010
Intended for the facultiesIntended for study typesFollow-up Master
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Graded credit 2+1

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Teaching methods

Summary

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:

Program přednášek Týden Náplň přednášek 1 Úvod, numerické modelování proudění komerčními systémy (Fluent 4, Fluent 5, Rampant, Fidap, Nekton, Ansys - Flotran, Star 3D, Gambit), přehled řešených úloh 2 Integrální tvar bilančních rovnic, Navier-Stokesova rovnice (laminární proudění), sčítací pravidla, příklady, obtékání schodu pro cvičení (laminární proudění) 3 Numerické řešení diferenciální rovnice 1.řádu, diferenční metoda Taylorova rozvoje, integrální metoda, metoda konečných objemů, význam, metoda konečných prvků, spektrální metoda 4 Integrace metodou konečných objemů pro jednorozměrnou rovnici kontinuity a pohybovou rovnici, iterační cyklus, simple a simplec metody, interpolační schéma, konvergence (reziduály, uderrelax) 5 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 6 Okrajové podmínky ve Fluentu 5, změny typu okrajových podmínek, zadávání profilů pro okrajové podmínky, metody výpočtu, vyhodnocení 7 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,k-eps model, Spalart-Almaras model) 8 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 9 Okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, podmínky symetrie, periodické podmínky, podmínky na stěně, přestup tepla stěnou, časově závislá úloha, jejich definice ve Fluentu 5 pro stlačitelné proudění 10 Gambit - metodika tvorby 2D geometrie, 2D sítě, metodika tvorby 3D geometrie, 3D sítě, kontrola sítě 11 Gambit - kontrola sítě 12 Proudění s pevnými částicemi a kapkami, trajektorie, příměsi a jejich definice, změna skupenství 13 Proudění plynů s chemickou reakcí a přestupem tepla 14 LES-metoda, aplikace na obtékání schodu Program cvičení a seminářů + individuální práce studentů Týden Náplň cvičení a seminářů 1 Vyhledání informací o CFD na internetovské adrese www.fluent.com,základní nabídky a roletové menu 2 Zadání úlohy obtékání schodu, grafické i číselné určení bodu připojení, vyhodnocení veličin v řezech 3 Testování různých modelů turbulence a stěnových funkcí při výpočtu obtékání schodu, vyhodnocení Fluentem a EXCELem 4 Testování interpolačních schémat 1. a 2. řádu a jejich vliv na přesnost výpočtu 5 Import case souborů do Fluentu 5, menu, výpočet, vyhodnocení, adaptace sítí 6 Zadávání okrajových podmínek pomocí profilů pro prostorové závislostí nebo C jazykem pro časové závislosti 7 Výpočet a porovnání modelů turbulence ve Fluentu 4 a 5 8 Výpočet proudění mezi rotujícími disky, úloha s přestupem tepla stěnou, viskozita je funkcí teploty 9 Individuální semestrální práce, téma, diskuze o použitých metodách 10 Vytvoření 2D geometrie pro semestrální práci 11 Výpočty příkladu ze semestrální práce různými modely turbulence, testovat vliv adaptace sítě 12 Grafické vyhodnocení individuální semestrální práce a porovnání výsledků 13 Zpracování semestrální práce do prezentace v Power-pointu, animace 14 Prezentace semestrálních prací, definování problému, metody výpočtu, prezentace výsledků 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 řešení diferenciální rovnice 1.řádu, diferenční metoda Taylorova rozvoje, integrální metoda, metoda konečných objemů, význam, metoda konečných prvků, spektrální metoda 3 Matematický model turbulence pro stlačitelné proudění, N-S rovnice, rovnice kontinuity, Reynoldsova rovnice, časové středování 4 Boussinesqova hypotéza, dvourovnicový model turbulence, geometrie a generace sítě, adaptace sítě ve Fluentu 5, parametry adaptace 5 Integrace metodou konečných objemů pro jednorozměrnou rovnici kontinuity a pohybovou rovnici, diferenční schémata a jejich přesnost 6 Stěnové funkce, parametry pro správné použití stěnových funkcí, vliv drsnosti na stěnové funkce 7 Okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, podmínky symetrie, periodické podmínky, podmínky na stěně, přestup tepla stěnou, definování nekonstantních okrajových podmínek, rozdíly v definici okrajových podmínek pro stlačitelné a nestlačitelné proudění 8 Časově závislá úloha, proudění hmotných částic 9 Metody řešení diskretizovaných rovnic, segregace a coupled solver 10 Turbulentní modely ve Fluentu, k-eps model, RNG model, RSM model, Spalart-Almaras model, k-eps model 11 Metodika tvorby geometrie a sítě v Ambitu, kontrola kvality sítě 12 Metoda LES

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
Graded exercises evaluation Graded credit 100 (100) 0
        Project Project 100  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.ZaměřeníFormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (2302T006) Energy Engineering P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (2301T003) Transport Equipment and Technology (10) Rail Transport P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (2301T003) Transport Equipment and Technology (20) Road Transport P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (2301T003) Transport Equipment and Technology (30) Transport Technology P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (3909T001) Design and Process Engineering (70) Earth, Mining and Building Machines P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (3909T001) Design and Process Engineering (16) Hydraulics and Pneumatics P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (3909T001) Design and Process Engineering (20) Production Machines and Equipment P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (3909T001) Design and Process Engineering (35) Transport Equipment and Material Handling P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (3909T001) Design and Process Engineering (40) Design of Machines and Equipment P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (3909T001) Design and Process Engineering (72) Technical Diagnostics, Repairs and Maintenance P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Engineering Technology P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (2301T013) Robotics P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2009/2010 (N2301) Mechanical Engineering (3901T003) Applied Mechanics P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2008/2009 (N2301) Mechanical Engineering (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2007/2008 (N2301) Mechanical Engineering (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2006/2007 (N2301) Mechanical Engineering (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P Czech Ostrava 2 Optional study plan
2005/2006 (N2301) Mechanical Engineering (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P Czech Ostrava 2 Optional study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner