618-0812/02 – Modelování metalurgických procesů (MoMePr)

Garantující katedraKatedra metalurgie a slévárenstvíKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Karel Michalek, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Karel Michalek, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2004/2005Rok zrušení2010/2011
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
GRY04 doc. Ing. Karel Gryc, Ph.D.
MIH50 prof. Ing. Karel Michalek, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
kombinovaná Zápočet a zkouška 16+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- student bude umět charakterizovat význam, metody a využití metod modelování v technické praxi - student bude umět formulovat základní zákonitosti fyzikálního a numerického modelování procesů - student bude umět popsat podobnost dějů, odvozování kritérií podobnosti a aplikaci modelování v metalurgii výroby, zpracování a odlévání oceli - student bude umět základy 3D modelování geometrie a numerického modelování v CFD programu FLUENT

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Předmět je zaměřen na obecné zásady metod modelování procesů a to jak na matematické, tak i fyzikální metody modelování, dále na zákonitosti algoritmizace procesů s konkrétními aplikacemi směřovanými do oblasti výroby oceli, její rafinace a odlévání.

Povinná literatura:

[1]Čarnogurská, M. : Základy matematického a fyzikálního modelovania v mechanike tekutin a termodynamike. SF TU Košice, 2000, 176 s. [2] Michalek, K.: Využití fyzikálního a numerického modelování pro optimalizaci metalurgických procesů. VŠB-TU Ostrava, 2001, 125 s. [3] Vrožina, M., Jančíková, Z., David, J.: Identifikace systémů. VŠB-TU Ostrava, 2007, 79 s. [4]Dobrovská, J.: Modelování procesů (matematické modelování. Teoretický základ pro 3.ročník magisterského studijního programu Procesní inženýrství. Leden 2004 [5]Kozubková, M.: Modelování proudění - Fluent I., VŠB-TU Ostrava, 2008.(http://www.338.vsb.cz/PDF/Kozubkova-Fluent.pdf) [6]Drábková, S., Kozubková, M.: Cvičení z mechaniky tekutin, VŠB-TU Ostrava, 2002.(http://www.338.vsb.cz/PDF/HydroPriklad.pdf) [7]Bojko, M.: Návody do cvičení „Modelování proudění“ – Fluent, VŠB-TU Ostrava, 2008.(http://www.338.vsb.cz/PDF/Bojko-Fluent.pdf)

Doporučená literatura:

[1]Kuneš, J., Vavroch, O., Franta, V. : Základy modelování. SNTL Praha, 1989, 263 s. [2]Rédr, M., Příhoda, M.: Základy tepelné techniky. Praha, SNTL, 1991, 677 s. [3]Uživatelské příručky MS Word, MS Excel

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

2 bodově hodnocené semestrální práce a jejich obhajoba v rámci seminářů v průběhu výuky. 2 bodově hodnocené průběžné testy.

E-learning

V současnosti jsou k dispozici studijní opory v českém jazyce: http://www.fmmi.vsb.cz/cs/okruhy/studium-a-vyuka/podklady-ke-studiu Pro elektronickou komunikaci s pedagogy využívejte příslušné univerzitní e-mailové adresy, které naleznete zde: http://telsez.vsb.cz/Phonebook.faces . Průběžně dochází k rozšiřování e-learning prvků ve výuce.

Další požadavky na studenta

V rámci tohoto předmětu nejsou další požadavky na studenta.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky 1.Základní pojmy modelování procesů, klasifikace modelů podle různých kritérií. Fyzikální modelování, jeho význam v různých vědních oblastech. Podobnost systémů, konstanty podobnosti. 2.Podobnost geometrická, kinematická, dynamická. Dynamická podobnost hydrodynamických systémů. Základní typy sil v hydrodynamice. Teplotní podobnost. Bezrozměrové parametry (kriteria podobnosti), vlastnosti kritérií podobnosti. 3.Úplná fyzikální rovnice, základní rovnice, kriteriální rovnice. Stanovení kritérií podobnosti pomocí dimenzionální (rozměrové) analýzy, příklady použití dimenzionální analýzy. 4.Stanovení kritérií podobnosti pomocí analýzy vztahových rovnic metodou podobnostní transformace. Podobnostní transformace Navier-Stokesových rovnic. 5.Přibližné fyzikální modelování, význam některých kritérií podobnosti, problematika současného dodržení identity Fr a Re kriteria. Stanovení měřítek objemového průtoku. Automodelnost. 6.Experimentální podstata fyzikálního modelování. Zákonitosti výstavby fyzikálních modelů. Základní experimentální postupy při fyzikálním modelování proudění tekutých kovů. Metody stanovení retenčních časů, metoda impuls-odezva, RTD křivky, vizualizace proudění. 7.Základy teorie průtočných reaktorů – hypotetické modely proudění, pístový tok, dokonalé promíchávání. Reálný reaktor. Teoretický retenční čas. C křivka, F křivka. Kombinovaný model proudění, střední retenční čas, zkratové proudění, mrtvý objem. Disperzní model proudění. 8.Numerické modelování, popis CFD programu Fluent, základní modely proudění. Preprocesing, postprocesing. Ukázky řešených úloh v prostředí Fluent, 9.Statický a dynamický model řízení tavby v kyslíkovém konvertoru, prvky statického modelu, režimy dmýchání, podstata dynamického modelu řízení, monitorování tavby, relevantní údaje pro řízení tavby, metody měření. 10.Metoda plánovaného experimentu – DOE. Základní pojmy, cíle, využití plánovaného experimentu. Sestavení plánu experimentu. Výpočet efektů faktorů a interakcí. Sestavení výsledného modelu experimentu. SW podpora metodiky DOE. Praktické využití metody DOE. 11.Aproximativní (přibližné) matematické modelování metalurgických procesů. Cíle metody, aproximace, regrese, základní principy. Aproximace a regrese přechodových charakteristik FM a NM směsných oblastí v plynule odlévaných předlitcích. Identifikace systému. SW podpora pro aproximativní modelování. Programy 1.Materiálová bilance při sestavení vsázky pro výrobu vysokolegované oceli. Řešení pro konkrétní zadané podmínky výroby oceli. 2.Výpočet charakteristických objemů reaktoru z naměřených hodnot impulsní charakteristiky. 3.Praktické využití metody DOE při stanovení relevantních proměnných životnosti pružinové oceli. Pro získání zápočtu je potřebné vypracování programů.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná 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 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30 (30) 0
                Jiný typ úlohy Jiný typ úlohy 30  0
        Zkouška Zkouška 70 (70) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 20  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 50  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2010/2011 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T035) Technologie výroby kovů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku