Detail předmětu
Multifyzikální simulace v automobilovém průmyslu
FSI-QMO Ak. rok: 2021/2022 Zimní semestr
Předmět studentům poskytne přehled o soudobých výpočtových simulacích využívaných při vývoji moderních motorových vozidel. V rámci předmětu jsou zopakovány vybrané fyzikální děje včetně jejich základního matematického popisu. Upřednostněny jsou v praxi využitelné poznatky zahrnující metodu konečných prvků (MKP), řešení dynamiky soustav těles (MBD) a výpočtovou dynamiku tekutin (CFD). Důraz je kladen na praktické využití simulací v rámci komerčních programových prostředků. Výpočtové simulace jsou aplikovány na typické úlohy vyskytující se v automobilovém průmyslu jako jsou interakce komponent pohonných jednotek prostřednictvím ložisek, obtékání karoserie vozidel nebo lopatek turbodmychadel a řešení pevnosti komponent vozidel vystavených současnému působení zátěžných účinků různých fyzikálních dějů.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Předmět umožňuje studentům získat znalosti o soudobých multifyzikálních simulacích aplikovaných při vývoji pohonných jednotek a motorových vozidel.
Prerekvizity
Maticový počet. Diferenciální a integrální počet. Diferenciální rovnice obyčejné a parciální. Technická mechanika, kinematika, dynamika, pružnost a pevnost. Fourierova analýza a Fourierova transformace. Základy metody konečných prvků.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Podmínky udělení zápočtu jsou schopnost samostatného řešení problémů za pomocí softwarového vybavení, analytického ověření výsledků výpočtových simulací, samostatné vypracování zadaných úloh bez závažných nedostatků, splnění úkolů při průběžné kontrole studia a účast na cvičeních.
Podmínky pro složení zkoušky jsou orientace ve fyzikální podstatě problémů, orientace v analytickém a numerickém řešení problémů, znalosti s důrazem na pochopení dané problematiky, udělený zápočet a dosažení předepsané úrovně bodového hodnocení při závěrečné zkoušce.
Učební cíle
Obecným cílem předmětu je seznámit studenty se soudobými výpočtovými multifyzikálními simulacemi, které jsou aplikovány při vývoji motorových vozidel a pohonných jednotek. Hlavním cílem je získání v praxi využitelných poznatků zahrnujících metodu konečných prvků (MKP), řešení dynamiky soustav těles (MBD) a výpočtovou dynamiku tekutin (CFD).
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Výuka ve cvičení je povinná, kontrolu účasti provádí vyučující. Forma nahrazení výuky zameškané z vážných důvodů se řeší individuálně s garantem předmětu.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-ADI-P: Automobilní a dopravní inženýrství, magisterský navazující, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Základní pojmy v multifyzikálních simulacích.
Základy výpočtového modelování.
Modelování pevnosti komponent.
Modelování materiálových nelinearit a kontaktů těles.
Modelování pohybu těles.
Modelování proudění tekutin a přenosu tepla.
Modelování proudění tekutin a přenosu tepla pomocí CFD.
Aplikace CFD na modelování proudění tekutin a přenosu tepla.
Aplikace výpočtových simulací pro řešení pevnosti komponent.
Aplikace výpočtových simulací interakcí komponent.
Aplikace výpočtových simulací pro řešení dynamiky pohonné jednotky.
Aplikace výpočtových simulací pro řešení pevnosti pohonné jednotky.
Aplikace výpočtových simulací pro řešení aerodynamiky vozidel.
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Aplikace metod diskretizace těles pro výpočtové simulace.
Aplikace metod diskretizace těles pro výpočtové simulace.
Hodnocení pevnosti komponent vozidel pomocí MKP.
Hodnocení pevnosti komponent vozidel pomocí MKP.
Simulace kontaktů komponent vozidel pomocí MKP.
Aplikace metod pro úpravu geometrie domény pro CFD simulace.
Aplikace metod diskretizace domény pro CFD simulace.
Tvorba výpočtového modelu pro CFD simulaci.
Simulace obtékání lopatky kompresoru nebo karoserie vozidla.
Tvorba výpočtového modelu pohonné jednotky zahrnující pružná tělesa.
Simulace dynamiky pohonné jednotky.