338-0542/01 – Aplikovaná mechanika v JE (AMvJE)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity3
Garant předmětuprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.Garant verze předmětuprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BOJ01 doc. Ing. Marian Bojko, Ph.D.
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 8+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Studenti se seznámí s fyzikálním významem turbulentního a laminárního proudění tekutin. Metody matematického modelování budou využity při návrhu matematického modelu proudění v aplikacích zaměřených na řešení přirozené konvekce, proudění příměsí a hmotných částic, přestupu tepla stěn, radiace, vícefázové proudění. Řešení bude porovnáno s teorií a experimenty a stanovení mezí řešitelnosti v daném aplikačním oboru.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět se zabývá fyzikálním významem turbulence, matematickými modely laminárního a turbulentního proudění s přestupem tepla, prouděním obecně stlačitelných plynů. Pro řešení se aplikován softwarový produkt Ansys-Fluent, který využívá k řešení metodu konečných objemů. Matematický model je definován soustavou parciálních diferenciálních rovnic a doplněn okrajovými a počátečními podmínkami. Zohledňují se kromě běžných podmínek proudění také podmínky na stěně, přestup tepla stěnou, radiaci,. podmínky pro příměsi atd. Podrobně jsou definovány klasické modely turbulence. Teorie je aplikována na příklady řešící obtékání překážek, vztlakové síly, přirozenou konvekci, přestup tepla stěnou, radiaci, vícefázové proudění apod..

Povinná literatura:

KOZUBKOVÁ, M.: Modelování proudění tekutin FLUENT, CFX. Ostrava: VŠB-TU, 2008, 154 s., ISBN 978-80-248-1913-6, (Elektronická publikace na CD ROM) KOZUBKOVÁ, M. Matematické modely kavitace a hydraulického rázu. 1.vyd. Ostrava: VŠB-TU, 2009. 130s. ISBN 978-80-248-2043-9.

Doporučená literatura:

INCROPERA, F. a kol. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 6. edition, John Wiley and Sons 2007, 996p., ISBN 978-0-471-45728-2

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

no

Další požadavky na studenta

no .

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

OSNOVA PŘEDMĚTU 1. Úvod, numerické modelování proudění – různé komerční systémy, Fluent – fyzikální modely, turbulentní modely, metody řešení přenosu tepla, hmoty a hybnosti, komerční systémy pro řešení proudění, řešené příklady od firmy, katedrou, ekologické úlohy C.: Práce na pracovních stanicích, operační systém Windows, úvod do Fluentu 2. Hypotéza o kontinuu, fyzikální vlastnosti pevných látek a tekutin, bezrozměrná kritéria C: Tvorba geometrie v Ansys-meshing, prostředí, kreslení základní útvarů. Modelování laminárního proudění v 2D geometrii, grafické vyhodnocení výsledků 3. Definice přenosu, konvekce, difúze, bilanční rovnice přenosu, okrajové podmínky C.: Vytvoření geometrie náhlého rozšíření, metody síťování proudění při náhlém rozšíření průtočného průřezu, geometrie, okrajové podmínky 4. Numerické metody řešení, diferenční metody, tvorba geometrie, sitě, konvergence a reziduály. C.: Síťování oblasti 2D a 3D, kontrola sítě, export do Fluentu 5. Přenos tepla kondukcí, okrajové podmínky, jednorozměrné vedení tepla, časově závislé řešení. C.: Modelování přenosu tepla kondukcí v různých materiálech, 6. Základní rovnice přenosu hmoty hybnosti a energie - rovnice kontinuity, Navierova-Stokesova rovnice, rovnice energie, okrajové podmínky. C: Časové závislé řešení vedení tepla kondukcí 7. Řešení kondukce a konvekce při laminárním proudění, okrajové podmínky na tenké stěně, přestup tepla při obtékání desky. C.: Modelování laminárního proudění v obdélníkové mezeře, grafické vyhodnocení výsledků 8. Turbulentní proudění, Reynoldsovy rovnice a rovnice kontinuity, k-eps dvourovnicový model turbulence, okrajové podmínky, stěnové funkce, vliv kvality sítě na volbu stěnové funkce, řešení kondukce a konvekce při turbulentním obtékání desky C. Modelování turbulentního proudění v obdélníkové mezeře a kondukce ve stěně, grafické vyhodnocení výsledků 9. Obtékání trubky, obtékání trubky s přestupem tepla C. Modelování turbulentního proudění v při obtékání trubky ve 2D, vyhodnocení tepelného výkonu, Nusseltova čísla 10. Proudění napříč svazkem trubek uspořádaných za sebou a křížem C.: Řešení individuální seminární práce 11. Analýza výměníků tepla, tepelný výkon a tepelná ztráta a výkon, metody tepelného výpočtu výměníku. C.: Řešení individuální seminární práce 12. Řešení souproudého a protiproudého výměníku C.: Řešení individuální seminární práce 13. Výpočet tepelného výměníku voda-vzduch a spirálového souproudého a proutiproudého výměníku C.: Řešení individuální seminární práce 14. Konzultace C.: Prezentace výsledků seminární práce, zápočet

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2010/2011 zimní semestr, platnost do: 2010/2011 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100  51
        Zápočet Zápočet  
        Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2011/2012 (N2301) Strojní inženýrství (2302T006) Energetické stroje a zařízení P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2301) Strojní inženýrství (2302T006) Energetické stroje a zařízení K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2301) Strojní inženýrství (2302T006) Energetické stroje a zařízení P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2301) Strojní inženýrství (2302T006) Energetické stroje a zařízení K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku