453-0322/01 – Numerické metody v konstrukci el. strojů a přístrojů (NMKSP)

Garantující katedraKatedra elektrických strojů a přístrojůKredity8
Garant předmětuIng. Zdeněk Hytka, CSc.Garant verze předmětuIng. Zdeněk Hytka, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiamagisterské
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

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 samostatný projekt metodou konečných prvků. 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

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku