Detail předmětu
Pokročilé termofluidní modelování
FSI-IMT Ak. rok: 2025/2026 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
Vstupní znalosti
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).
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Pro udělení klasifikovaného zápočtu je nutné zpracovat semestrální projekt.
Účast na cvičení je povinná. Neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou nebo zpracováním zadaného úkolu dle pokynů cvičícího.
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.
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).
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
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
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.