338-0548/01 – Dynamika skutečné tekutiny (RFDyn)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity5
Garant předmětuprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.Garant verze předmětuprof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduální
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2015/2016Rok zrušení
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studianavazující magisterské, bakalářské, 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 1+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student bude po absolvování předmětu schopen Specifikovat proudění laminární a turbulentní, včetně matematických modelů Řešit problémy proudění (rychlostní profily a tlakové ztráty) v zjednodušených geometriích Definovat mezní vrstvu při obtékání desky případně dalších útvarů Určovat oblasti separace proudění Orientovat se v metodách zabývajících se turbulentním prouděním

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Obsahem předmětu je seznámit studenty s teorií proudění tekutin v prostoru. Bude specifikováno rozlišení laminární a turbulentní proudění z hlediska fyzikální podstaty a matematického popisu. Budou zde řešeny základy teorie stability. Součástí je aplikace teorie mezní vrstvy na speciální případy proudění ve zjednodušených geometriích včetně praktických příkladů.

Povinná literatura:

ANDERSON J. D. Jr. Fundamentals of Aerodynamics. McGraw-Hill Higher Education. 2001. 912p. ISBN 0-07-237335-0

Doporučená literatura:

HOUGHTON E.L., CARPENTER, P. W. Aerodynamics for Engineering Students. Fifth Edition. Butterworth-Heinemann an imprint of Elsevier Science. 2003, 614 p., ISBN 0 7506 5111 3 INCROPERA, P. F., DEWITT, P. D., BERGMAN, L. T., LAVINE, S. A., Fundamentals of Heat and mass transfer. 997 s. ISBN 978-0-471-45728-2.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola znalostí studentů při cvičení: Test I (laminární proudění) max. 5 bodů Test II (turbulentní průtok) max. 5 bodů Individuální program I - fyzikální vlastnosti atmosféry, max. 10 bodů Individuální program II - proudění vzduchu kolem profilu křídla, odporové a vztlakové síly, max. 15 bodů Zkouška se skládá ze dvou částí testu Test A - 10 otázek (odpověď v jedné větě nebo vzorci), max. 35 bodů Test B - 10 otázek (vyberte ze čtyř alternativ a), b), c), d)), max. 30 bodů

E-learning

Další požadavky na studenta

Otázky ke zkoušce 1. Hypotéza kontinua, vlastnosti pevných látek a tekutin, vlastnosti atmosféry 2. Bezrozměrná kritéria 3. Aspekty viskózního toku, rovnice přenosu rovnováhy 4. Forma okrajových podmínek 5. Rovnice hmoty, hybnosti a přenosu energie, rovnice kontinuity 6. Navier-Stokesova rovnice (hybnost), energetická rovnice 7. Hraniční podmínky na vstupu, výstupu a stěně 8. Průtok Couette 9. Poiseulleův tok 10. Numerické řešení Naviera - Stokesovy rovnice, metoda konečných objemů, geometrie a generování výpočetní sítě 11. Konvergence a zbytky, relaxace 12. Druhy tloušťky mezní vrstvy a koeficientu tření, Prandtlova teorie pro mezní vrstvu 13. Tlakový gradient v mezní vrstvě na zakřivené ploše, tažení a zvedání těles v toku tekutiny 14. Laminární proudění kolem desky, Prandtlova rovnice, Karmánův integrální přístup hybnosti 15. Turbulence, Reynoldsovy časové průměrování, jeden - rovnice Spallart-Almarasův model, dva - rovnice k- model 16. Hraniční podmínky pro turbulentní model k-eps, tzn. hmotnostní průtok, turbulentní proměnné, tlak na vstupu, tlak na výstupu 17. Funkce zdi y +, možnost přesnějšího výpočtu, vliv kvality sítě na výběr funkcí zdi pro různé modely turbulence 18. Turbulentní proudění kolem desky, parametry turbulentní mezní vrstvy 19. Časově závislé řešení - plynule, specifikace časového kroku 20. Tok kolem trubice, koule v příčném směru, víření 21. Tok kolem profilu křídla v reálné atmosféře, vymezení okrajových podmínek, vyhodnocení výsledků 22. Princip stability řešení ODR, fyzikální stabilita, numerická stabilita, stabilita pomocí Laplaceovy transformace

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Úvod do proudění tekutin, aplikace 2. Hypotéza kontinua, důležité fyzikální vlastnosti tekutiny, vlastnosti atmosféry, bezrozměrná kritéria, 3. Řešení parciální diferenciální rovnice, recenze Navier-Stokesovy rovnice, vektorová notace, laminární proudění, Couetteův tok, Poiseulleův tok 4. Metoda konečných objemů - Fluent, 5. Mezní vrstva, Prandtlova teorie, laminární proudění kolem desky, tloušťka, integrální rovnováha: 6. Von Karmanova rovnice - teorie, separace, tažení, výtah 7. Úvod do turbulentního proudění, střední rovnice proudění, turbulentní proudění kolem desky 8. Turbulentní modely, turbulentní tok kolem těl, profil křídla 9. Časově závislý průtok, turbulentní průtok, funkce stěny, kolem válce, 10. Turbulentní tok kolem koule, 11. Elementární zápisy analýzy stability toku, 12. Optimalizace tažných a vztlakových sil

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2015/2016 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  25
        Zkouška Zkouška 65  35
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
IPSA Paris autumn 2020/2021 prezenční angličtina povinně volitelný 301 - Studijní oddělení a International Office stu. blok
IPSA Paris autumn 2019/2020 prezenční angličtina povinně volitelný 301 - Studijní oddělení a International Office stu. blok
IPSA Paris 2018/2019 prezenční angličtina povinně volitelný 301 - Studijní oddělení a International Office stu. blok
IPSA Paris 2017/2018 prezenční angličtina povinně volitelný 301 - Studijní oddělení a International Office stu. blok
IPSA Paris 2016/2017 prezenční angličtina povinně volitelný 301 - Studijní oddělení a International Office stu. blok
IPSA Paris 2015/2016 prezenční angličtina povinně volitelný 301 - Studijní oddělení a International Office stu. blok