338-0548/01 – Dynamika skutečné tekutiny (RFDyn)
| Garantující katedra | Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Marian Bojko, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Marian Bojko, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | | |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | magisterské, navazující magisterské, bakalářské |
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:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky