338-0532/01 – Fluent II (Flue2)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity2
Garant předmětuprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.Garant verze předmětuprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník2Semestr
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2004/2005Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 2+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Vyučovací metody

Anotace

- fyzikální význam bilančních rovnic proudění v integrálním tvaru (řešení rázových vln) - numerické metody řešení srovnání MKP a MKO, spektrální metoda - Fluent 6, modely turbulence, LES, časové závislé řešení - typy nestrukturovaných sítí, Gambit, adaptace sítě vzhledem k gradientu, přesnosti stěnových funkcí, drsnosti stěn - okrajové podmínky při přestupu tepla stěnou, časově závislé okrajové podmínky, proudění pevných částic - Aplikace: 2D resp. 3D modelování proudění s přestupem tepla, podzvukové a nadzvukové proudění plynů, disociace, spalování, proudění pevných částic, ekologické problémy

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 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

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100 (100) 0
        Projekt Projekt 100  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 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2301T003) Dopravní technika a technologie (10) Kolejová doprava P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2301T003) Dopravní technika a technologie (20) Silniční doprava P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2301T003) Dopravní technika a technologie (30) Technologie dopravy P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (70) Zemní, těžební a stavební stroje P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (16) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (20) Výrobní stroje a zařízení P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (35) Dopravní stroje a manipulace s materiálem P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (40) Konstrukce strojních dílů a skupin P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3909T001) Konstrukční a procesní inženýrství (72) Technická diagnostika, opravy a udržování P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2303T002) Strojírenská technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2301) Strojní inženýrství (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2301) Strojní inženýrství (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2301) Strojní inženýrství (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2005/2006 (N2301) Strojní inženýrství (2301T888) Volitelné předměty navazujícího studia P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku