410-4205/01 – Numerické metody v konstrukci el. strojů a přístrojů (NMKSP)

Garantující katedraKatedra elektroenergetikyKredity8
Garant předmětuIng. Petr Kačor, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Petr Kačor, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KAC37 Ing. Petr Kačor, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 8+8

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Studenti prakticky používají numerické metody (MKP,MHP atd.) v konstrukci el. strojů a přístrojů, za využití vhodných programových produktů (CAD, ANSYS, atd.)

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt
Ostatní aktivity

Anotace

Cílem předmětu je seznámení s novými výpočetními postupy a metodikou návrhu v silnoproudé elektrotechnice se zaměřením na elektrické stroje a přístroje. Na jednotlivých příkladech se studenti seznamují nejen s tvorbou fyzikálního modelu, zadáváním důležitých materiálových vlastností a specifických okrajových podmínek, ale také s řešením a v neposlední řadě i zpracováním vypočtených dat a jejich interpretaci pro praktické využití. Tyto výpočty se realizují metodou konečných prvků (MKP) s pomocí softwarového vybavení ANSYS.

Povinná literatura:

Mayer, D., Ulrych, B.: Základy numerického řešení elektrických a magnetických polí. V. Kolář, I. Němec, V. Kanický: FEM principy a praxe metody konečných prvků Zienkiewicz, O.C. : The Finite Element Method In Engineering Science Ansys Help System (podle aktuální verze programu) Ansys User's Guide (podle aktuální verze programu)

Doporučená literatura:

Mayer, D., Ulrych, B.: Základy numerického řešení elektrických a magnetických polí. V. Kolář, I. Němec, V. Kanický: FEM principy a praxe metody konečných prvků Zienkiewicz, O.C. : The Finite Element Method In Engineering Science Ansys Help System (podle aktuální verze programu) Ansys User's Guide (podle aktuální verze programu)

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Podmínky udělení zápočtu: Odevzdání projektu, závěrečný test. Student musí ze cvičení získat alespoň 25bodů (40bodů max.) pro udělení zápočtu.

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Popis, struktura a možnosti CAD a FEM programů, sestavení modelu, materiálové konstanty, řešení a vyhodnocování dat. 2D a 3D úlohy elektrických polí, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení. 2D a 3D úlohy magnetických polí, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení. 2D a 3D úlohy elektromagnetických polí, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení. 2D a 3D úlohy tepelných polí, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení. Úvod do řešení strukturálních úloh, mechanická napětí, deformace, ohyb, namáhání krutem. 2D a 3D úlohy sdružených polí (elektrické + magnetické + tepelné + strukturální úlohy). Metodika řešení 2D a 3D úloh sdružených polí, řešení sdružených polí pomocí metody přímé a nepřímé, typy elementů, materiálové konstanty. Úvod do řešení polí proudění kapalin a plynů. Projekty: Studenti vypracují samostatné projekty metodou konečných prvků. FEM simulace silových účinků na dva rovnoběžné vodiče FEM simulace průchodu proudu vodičem při AC napájení FEM simulace tahové charakteristiky stejnosměrného elektromagnetu Počítačové laboratoře: Seznámení s podmínkami pro udělení zápočtu, zadání semestrální práce, spouštění programu, správa paměti, import a export dat, Graphical user's interface(GUI). Preprocessor - sestavení modelu 2D a 3D, typy elementů, zadávání materiálových konstant, tvorba maker. 2D a 3D model kondenzátoru, výpočet kapacity, izolátor VN (rozložení intenzity napětí, elektrická pevnost. 2D a 3D model magnetického obvodu s permanentním magnetem (magnetický obvod s B-H charakteristikou, výpočet silových účinků). 2D model cívky (určení indukčnosti vzduchové cívky a cívky s jádrem). 2D model 3f přípojnic (silové účinky při průchodu zkratového proudu, vliv hloubky vniku, tvar a rozložení magnetického pole v 3f obvodu), 2D SS magnetu (statická tahová charakteristika, vliv B-H charakteristik použitých materiálu). 2D model transformátoru (oteplení vinutí),2D model 1f transformátoru, výpočet magnetického pole a oteplení vinutí při jmenovitém zatížení,3D model tepelné spouště jističe (výpočet oteplení při průchodu nadproudu, silový účinek vzniklý tepelnou deformací). 3D model hřídele asynchronního motoru (materiálové konstanty, zatížení ohybem a krutem, max. dovolená napětí). 2D model transformátoru (přirozené a nucené chlazení, odvod tepla chladícími žebry).

Podmínky absolvování předmětu

Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku