618-3009/01 – Pokročilé metody numerických simulací metalurgických procesů (PMNSMP)

Garantující katedraKatedra metalurgie a slévárenstvíKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
SAW002 doc. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 16+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Získané znalosti: - student bude umět charakterizovat význam a využití numerického modelování v technické praxi - student bude umět stanovit typ úlohy, určit vhodný řešič a definovat podmínky výpočtu Získané dovednosti: - student bude umět 3D modelování geometrie, generování výpočetní sítě konečných objemů a numerické modelování v CFD programu ANSYS FLUENT - student bude umět základy modelování plnění a tuhnutí oceli v programu QuikCAST včetně generování výpočetní sítě metodou konečných diferencí - student bude schopen samostatně zpracovat a navrhnout technologii metalurgie oceli

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět navazuje na předmět Modelování a vizualizace metalurgických procesů a prohlubuje teoretické znalosti a praktické dovednosti v oblasti numerického modelování metalurgických procesů. Pozornost je zaměřena především na studium proudění v metalurgických průtokových reaktorech pomocí numerické simulace v prostředí řešiče ANSYS FLUENT a studium tuhnutí oceli v prostředí simulačního software QuikCAST.

Povinná literatura:

1] TKADLEČKOVÁ, M., A KOL.: Pokročilé metody numerické simulace metalurgických procesů. (Studijní opora k předmětu je zpracovávána v rámci projektu FRVŠ 2013. [2] MICHALEK, K.: Využití fyzikálního a numerického modelování pro optimalizaci metalurgických procesů. VŠB-TU Ostrava, 2001, 125 s. [3] ČARNOGURSKÁ, M.: Základy matematického a fyzikálního modelovania v mechanike tekutin a termodynamike. SF TU Košice, 2000, 176 s. [4] KOZUBKOVÁ, M.: Modelování proudění - Fluent I. VŠB-TU Ostrava, 2008. ( http://www.338.vsb.cz/PDF/Kozubkova-Fluent.pdf )

Doporučená literatura:

Odborná literatura, příspěvky na konferencích.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Vypracování semestrálního projektu a absolvování průběžných testů.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Modelování proudění v průtokových metalurgických reaktorech – příklady modelování proudění v mezipánvi, v oblasti ponorných výlevek, krystalizátoru, v počátečních fázích plnění při odlévání oceli spodem do ingotů. Identifikace charakteru proudění. Stacionární a nestacionární podmínky proudění. Modelování turbulentního proudění. 2. Popis oblasti – geometrie symetrických a asymetrických těles. Volba hustoty a typu výpočetní sítě. Okrajové podmínky – Flow Boundary Conditions (velocity inlet, pressure inlet, mass flow inlet, pressure outlet, outflow). Stanovení parametrů turbulence. 3. Definice a modifikace materiálových vlastností. Použití definice fyzikálních vlastností jako teplotně závislé funkce. Termická analýza – stanovení tepelné kapacity kovových systémů. Stanovení viskozity materiálu. 4. Diskretizační schémata. Úprava podrelaxačních faktorů. Kritéria konvergence úlohy. 5. Modelování procesů tuhnutí kovových systémů. Rovnice vedení tepla. 6. Přirozená konvekce taveniny během fázové změny. Řešení vedení tepla spojeného s fázovou transformací pomocí metody konečných diferencí, konečných objemů a konečných prvků. 7. Mikrosegregační modely. Makrosegregační modely. Modely predikce porosity. Niyamovo kritérium. 8. Identifikace modelované oblasti. Výpočet a volba koeficientů přestupu tepla. 9. Definice okrajových podmínek simulace procesu tuhnutí. Stanovení materiálových vlastností modelovaného systému – identifikace teplot fázových změn, entalpie vs. tepelná kapacita, závislost termodynamických vlastností na teplotě.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2014/2015 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45  30
        Zkouška Zkouška 55  6
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku