338-0532/01 – Fluent II (Flue2)
| Gurantor department | Department of Hydromechanics and Hydraulic Equipment | Credits | 2 |
| Subject guarantor | prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc. | Subject version guarantor | prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Optional |
| Year | 2 | Semester | |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2004/2005 | Year of cancellation | 2009/2010 |
| Intended for the faculties | | Intended for study types | Follow-up Master |
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
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.