Detail předmětu
Pokročilé termofluidní modelování
FSI-IMT Ak. rok: 2021/2022 Zimní semestr
Teoretická část (přednášky):
- Modelování turbulence. Časově středované proudění. Turbulentní difuzivita (viskozita a tepelná vodivost), modely pro její určení. Pokročilé modely turbulence.
- Vícefázové proudění
- Pohyblivé domény
- Modelování tepelné a solární radiace.
- Makra a automatizace úkonů v programu Star-CCM+.
Praktická část (cvičení):
Řešení komplexních úloh proudění a přenosu tepla programem Star-CCM+ (3-D úlohy, radiace a sluneční záření, vícefázové proudění).
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Teoretické základy počítačového modelování komplexních problémů proudění
a přenosu tepla (modely turbulence, dvoufázové proudění, radiace).
Prohloubení a rozšíření znalostí práce s CFD-programem Star-CCM+
(zpracování a úpravy složitých modelů, nestrukturované sítě, různé druhy
výstupů, vizualizace).
Prerekvizity
Teoretické základy přenosu tepla, termomechaniky a mechaniky tekutin. Základy počítačového modelování proudění a přenosu tepla (diskretizační metody, zpracování nestacionárních úloh, konvektivně-difúzní úlohy, algoritmy řešení proudového pole).
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou práce na počítačích, vybavených softwarem vhodným pro řešení problému v oblasti výpočetní mechaniky tekutin.
Způsob a kritéria hodnocení
Pro udělení klasifikovaného zápočtu je nutné zpracovat semestrální projekt.
Učební cíle
Prohloubení teoretických i praktických znalostí a dovedností z oblasti
počítačového modelování proudění a přenosu tepla s ohledem na jejich
případné využití při zpracování DP.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast na cvičení je povinná. Neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou nebo zpracováním zadaného úkolu dle pokynů cvičícího.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-ETI-P: Energetické a termofluidní inženýrství, magisterský navazující
specializace TEP: Technika prostředí, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Základní postupy při numerické simulaci CFD
2. Numerická simulace turbulentního proudění. Základní přístupy.
3. Střední veličiny turbulentního proudění. Reynoldsovy rovnice.
4. Modely s turbulentní vazkostí. Boussinesqova hypotéza.
5. Algebraické modely turbulence. Jedno- a dvourovnicové modely.
6. Okrajové podmínky pro turbulentní proudění. Vlastnosti turbulentní mezní vrstvy.
7. Reynolds-Stress modely. Metoda velkých vírů (LES).
8. Vícefázové proudění.
9. Metody simulování vícefázového proudění (Euler/Lagrange přístup).
10. Numerické simulace s pohyblivou doménou
11. Numerické řešení tepelné radiace.
12. Modelování slunečního záření.
13. Automatizace úkonů v programu Star-CCM+.
Cvičení s počítačovou podporou
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Základní postupy při numerické simulaci CFD – Test vlivu nezávislosti sítě na řešení numerické simulace.
2. Numerická simulace turbulentního proudění – Výpočet proudění ve zúženém potrubí, porovnání s výsledky experimentu.
3. Vícefázové proudění (Lagrangeovský přístup) – Transport a depozice aerosolů v dýchacím ústrojí.
4. Vícefázové proudění (Eulerovský přístup) – Simulace vodní hladiny metodou VOF.
5. Numerické simulace s pohyblivou doménou – Výpočet proudění uvnitř ventilátoru.
6. Numerické řešení tepelné radiace – Výpočet teploty uvnitř automobilu za podmínky letního provozu klimatizace.
7. Automatizace úkonů v programu Star-CCM+ – Definice okrajové podmínky pomocí uživatelské funkce.