637-0916/02 – Počítačová simulace a modelování v materiálovém inženýrství (PoSiMoM)

Garantující katedraKatedra neželezných kovů, rafinace a recyklaceKredity10
Garant předmětuprof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný typu B
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DRA30 prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc.
VOD37 prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zkouška 20+0
kombinovaná Zkouška 20+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit studenty s moderními metodami simulace a modelování struktury a vlastností kovových materiálů. Demonstrovat využití základních termodynamických zákonů při predikci termodynamické rovnováhy a multisložkové difuzní teorie při simulaci evoluce mikrostruktury difuzně řízenými procesy. Seznámit studenty s nástroji umožňujícími predikci vlastností kovů a slitin v závislosti na parametrech jejich technologického zpracování.

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)

Anotace

Cílem předmětu je seznámit studenty s moderními metodami simulace a modelování struktury a vlastností kovových materiálů. Demonstrovat využití základních termodynamických zákonů při predikci termodynamické rovnováhy a multikomponentní difuzní teorie při simulaci evoluce mikrostruktury difuzně řízenými procesy. Seznámit studenty s nástroji umožňujícími predikci vlastností kovů a slitin v závislosti na parametrech jejich technologického zpracování.

Povinná literatura:

DRÁPALA, J. a V. VODÁREK. Počítačová simulace a modelování v materiálovém inženýrství. Studijní opora. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2013. http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/637/637-Simulace.pdf. http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/637/637-Simulace_priloha.pdf. Software z oblasti materiálového inženýrství. Licence na VŠB – TU Ostrava CALLISTER, W.D. and D.G. RETHWISCH. Materials science and engineering: an introduction. 8th ed. Hoboken: Wiley, 2010.

Doporučená literatura:

KUCHAŘ, L. a J. DRÁPALA. Metalurgie čistých kovů: metody rafinace čistých látek. Košice: Nadácia R. Kammela, 2000. ISBN 80-7099-471-1. ŠULC, B. Teorie automatického řízení s počítačovou podporou. Praha: České vysoké učení technické, 1999. ISBN 80-01-01974-8. NOVOTNÝ, J. Vybrané statě z fyziky: (zpracování experimentálních dat). Praha: České vysoké učení technické, 1994. ISBN 80-01-01052-X.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Písemná zkouška, aktivní činnost při praktické výuce na PC.

E-learning

http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/637/637-Simulace.pdf. http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/637/637-Simulace_priloha.pdf.

Další požadavky na studenta

Aktivní aplikace software pro predikci struktury a vlastností kovových materiálů (THERMOCALC, DICTRA, DIGIMAT, MAT.DB, SYSWELD, JMatPro...) Minimálně 60 % úspěšnost při písemné zkoušce.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Matematické modelování a simulace v moderním materiálovém inženýrství. Využití výpočetní techniky při řízení technologických procesů v metalurgii, predikce vlastností a struktury kovových materiálů. Databázové systémy v materiálovém inženýrství a výzkumu kovových materiálů (databáze MAT.DB, software JMatPro, software Materials Science, software Materials Selector, software CASTI, software Kovy). CALPHAD – výpočet termodynamické rovnováhy pomocí software THERMOCALC (fázové diagramy – binární, ternární, izotermické řezy). Termodynamické vlastnosti složek a fází, chemických reakcí, rovnovážná a nerovnovážná solidifikace slitin, metastabilní rovnováhy, pararovnovážný stav. Hnací síly při nukleaci, oxidační procesy, Pourbaixovy diagramy. Simulace kinetiky procesů pomocí software DICTRA, aplikace software DICTRA v oblasti tepelného zpracování slitin: homogenizace slitin, cementace, nitridace, fázové transformace v reálných systémech. Evoluce mikrostruktury – nukleace, růst a hrubnutí fází, precipitační sekvence. Interdifuze ve vícesložkových materiálech. Simulace procesu svařování – software SYSWELD. Modelování a simulace krystalizačních procesů a rafinace kovů a polovodičových materiálů. Software Digimat pro predikci vlastností slitin kovů a kompozitních materiálů.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (P0788D270004) Materiálové vědy a inženýrství K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0788D270004) Materiálové vědy a inženýrství P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0719D270003) Nanotechnologie P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0719D270003) Nanotechnologie K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku