653-0916/01 – Počítačová simulace a modelování v materiálovém inženýrství (PoSiMoM)
| Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství a recyklace | Kredity | 10 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc. |
| Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
| Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | doktorské |
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:
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.