338-0720/03 – Numerické modelování šíření škodlivin a požáru (NumModPo)
Garantující katedra | Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení | Kredity | 4 |
Garant předmětu | doc. Ing. Tomáš Blejchař, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Tomáš Blejchař, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
Určeno pro fakulty | FBI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Studenti se seznámí s teoretickými a praktickými přístupy u numerického řešení rozptylu škodlivin v atmosféře, pomocí nichž se naučí navrhnout matematický model pro řešení této aplikace a problém vyřešit. Významnou částí práce bude hodnocení řešení, porovnání s teorií a experimenty a stanovení mezí řešitelnosti v daném aplikačním oboru. Výsledkem mohou být doporuční pro případy havarijního plánování.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Obsahem předmětu je teoretické a praktické zvládnutí numerického řešení
rozptylu škodlivin v atmosféře případně šíření plynných emisí z bodových,
liniových či plošných zdrojů. Při tom může být započten reliéf terénu. Pokud je
student seznámen se základními aspekty termomechaniky a spalování, je možno
řešit úlohy o šíření požáru především tuhých hořlavých látek v místech jeho 2D
či 3D úlohy.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Zpracování samostatného projektu 35b - zápočet. Zkouška 65b. Zkouška se skládá ze dvou ústních otázek. Otázka č.1 diskutování problematiky řešené v projektu. Otázka č.2 otázka je zaměřená ne teorii modelování proudění tekutin.
E-learning
Další požadavky na studenta
. .
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
OSNOVA PŘEDMĚTU
1. P.: Úvod, numerické modelování proudění – různé komerční systémy, Fluent – fyzikální modely, turbulentní modely, komerční systémy pro řešení proudění, řešené příklady od firmy, katedrou, ekologické úlohy
C.: Práce na pracovních stanicích, úvod do Fluentu
2. P.: Turbulentní a laminární proudění, souřadný systém, Navier-Stokesova rovnice (laminární proudění) a rovnice kontinuity, sčítací pravidla, příklady, proudění při náhlém rozšíření průřezu
C.: Ansys Meshing, prostředí, kreslení základní útvarů Modelování laminárního proudění v obdélníkové mezeře, grafické vyhodnocení výsledků
3. P.: Okrajové podmínky pro nestlačitelné proudění
C.: Vytvoření geometrie náhlého rozšíření, metody síťování proudění při náhlém rozšíření průtočného průřezu, geometrie, okrajové podmínky
4. P.: Ansys Meshing, generace a kontrola sítě
C.: Síťování oblasti 2D a 3D, kontrola sítě, export do Fluentu
5. P.: Programový systém Fluent, integrace metodou konečných objemů pro jednorozměrnou rovnici kontinuity a pohybovou rovnici, iterační cyklus, interpolační schéma, konvergence (reziduály, uderrelax)
C.: Modelování laminárního proudění v obdélníkové mezeře
6. Matematický model turbulence, Reynoldsova napětí, časové středování, Reynoldsova pravidla, Boussinesqova hypotéza, turbulentní viskozita
C.: Grafické vyhodnocení výsledků
7. P.: Statistické modely turbulence, dvourovnicový model turbulence, stěnové funkce
C.: Turbulentní proudění za schodem, turbulentní okrajové podmínky
8. P.: Obecná rovnice zachování, příklad rovnice vedení tepla+okrajové a počáteční podmínky, numerické metody řešení (diferenční metoda, metoda konečných objemů), geometrie a generace sítě, metody řešení diskretizovaných rovnic, LGS řešič, multigrid
C.: Řešení proudění za schodem užitím různých modelů turbulence a způsobů vyhodnocení
9. P.:Přenos tepla, konvekce, kondukce, podmínky na stěně, přestup tepla stěnou,
C.: Výpočet neizotermního proudění v potrubí s přestupem tepla stěnou
10. P.: 3D modelování rozptylu příměsi, srovnání koncentrací ve 2D a 3D..
C.: 3D modelování rozptylu příměsi, srovnání koncentrací ve 2D a 3D
11. P.: Proudění s pevnými částicemi a kapkami, příměsi a jejich definice.
C.: Rozptyl hmotných částic při proudění z komínu
12. P.: Modelování šíření znečištění v ovzduší a uzavřených objektech, řešení vybraných úloh, Suttonova úloha -
C.: Řešení individuální seminární práce
13. P.: Modelování šíření požáru, tj. tepla a zplodin hoření
C.: Řešení individuální seminární práce
14. P.: Bilanční rovnice, konzultace seminárních prací
C.: Řešení individuální seminární práce
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.