Detail předmětu
Multifyzikální simulace v automobilovém průmyslu
FSI-QMO Ak. rok: 2022/2023 Zimní semestr
Předmět studentům poskytne přehled o soudobých výpočtových simulacích využívaných při vývoji motorových vozidel. V rámci předmětu jsou zopakovány a rozšířeny popisy vybraných fyzikálních dějů. Upřednostněny jsou v praxi využitelné poznatky zahrnující mazání 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 při současnému působení zátěžných účinků různých fyzikálních dějů.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Student získá schopnosti praktické aplikace moderních metod podloženou znalostí nezbytných teoretických principů. Tyto schopnosti student uplatní při vývoji motorových vozidel v oblastech jako jsou aerodynamika vozidel nebo chlazení a mazání pohonných jednotek.
Prerekvizity
Znalosti matematiky vyučované na bakalářském studiu a nezbytně zahrnující lineární algebru (matice, determinanty, soustavy lineárních rovnic), diferenciální a integrální počet a obyčejné diferenciální rovnice.
Znalosti základů hydrodynamiky a termodynamiky.
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 předem probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Zápočet je podmíněn aktivní účastí ve cvičeních, řádným vypracováním semestrální práce a splněním podmínek kontrolních testů. Zkouška ověřuje znalosti získané na přednáškách i ve cvičení a je rozdělena do písemné teoretické části, písemné části zahrnující výpočtové řešení mazání, proudění tekutin nebo přestupu tepla a do části ústní. Zkouška zohledňuje práci studenta ve cvičení. Student musí pro úspěšné splnění zkoušky dosáhnout nadpoloviční počet bodů z celkového počtu bodů.
Učební cíle
Cílem je poskytnout základní vědomosti v problematice multifyzikálních simulací s využitím výpočtové dynamiky tekutin (CFD), které jsou aplikovány při vývoji motorových vozidel a pohonných jednotek. Cílem je rovněž získání v praxi využitelných poznatků v oblastech mazání hydrodynamických a valivých ložisek, těsnění pístů a turbodmychadel a dalších konstrukčních prvků.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Cvičení jsou povinné, forma nahrazení zameškané výuky je řešena individuálně s cvičícím nebo s garantem předmětu. Přednášky jsou nepovinné.
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.
- Pokročilé metody diskretizace objemů.
- Modelování hydrodynamického mazání.
- Modelování elastohydrodynamického mazání.
- Modelování smíšeného mazání.
- Aplikace modelování mazání při výpočtových simulacích.
- Základy popisu proudění pomocí CFD.
- Vybrané problémy při řešení proudění tekutin pomocí CFD.
- Modelování turbulentního proudění.
- Modelování neustáleného turbulentního proudění.
- Vybrané problémy při řešení přenosu tepla pomocí CFD.
- Dynamika plynů v rotorových soustavách.
- Vybrané problémy při řešení multifyzikálních úloh.
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Představení nástrojů pro aplikaci CFD.
- Aplikace metod diskretizace těles a oblastí.
- Aplikace metod diskretizace oblastí pro CFD simulace.
- Pokračování aplikace metod diskretizace oblastí pro CFD simulace.
- Základy aplikace nástrojů pro CFD.
- Simulace vybrané části turbodmychadla.
- Simulace mazání komponent.
- Simulace a analýza mazání komponent.
- Simulace proudění oleje v mazací soustavě.
- Simulace a analýza externí aerodynamiky části vozidla.
- Simulace externí aerodynamiky vozidla.
- Simulace proudění plynu skrze tenkou mezeru.
- Zápočtový test formou praktické aplikace CFD nástroje.