Detail předmětu

CFD v úlohách přenosu tepla

FSI-LPT Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr

Výpočtová mechanika kontinua umožňuje řešit širokou škálu inženýrských aplikací. Tento studijní program se zaměřuje výhradně na problémy spojené s přenosem tepla. Cílem kurzu je seznámit studenty se základními mechanismy přenosu tepla a způsobem, jakým jsou implementovány v programu ANSYS Fluent. Předmět se skládá z teoretické a praktické části. V teoretické se student hlouběji seznámí s principy a modely, které vedou ke správnému řešení problémů spojenými s přenosem tepla uvnitř výpočetní domény. V praktické části předmětu pak studenti řeší úlohy spojené problematikou přenosu tepla, jako vedení, přirozené proudění, radiace, výměníky tepla atd.. Během kurzu si každý ze studentů zvolí individuální téma spojené s problematikou přenosu tepla, za jejíž řešení bude na závěr ohodnocen.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. Jakub Elcner, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav

Výsledky učení předmětu


Vstupní znalosti

Znalost práce s programem Ansys Fluent, Znalost základních pilířů numerických simulací metodou CFD – rovnice kontinuity, N-S rovnice, metoda konečných objemů, metody řešení soustav lineárních rovnic

Způsob a kritéria hodnocení

Účast na cvičeních je povinná. Kromě toho je k udělení zápočtu nutné
absolvovat dva písemné testy během semestru (jeden po ukončení vedení
tepla, druhý po ukončení konvektivního přenosu tepla). Pokud se student
nedostaví, musí napsat náhradní testy. Výsledné hodnocení bude provedeno
na základě závěrečné zkoušky a předchozích testů. Testy mají nižší váhu
při stanovení výsledné známky. Obsahem jak testů tak závěrečné zkoušky
jsou pouze příklady. U testů a závěrečné zkoušky je možno použít
literaturu. Závěrečná zkouška obvykle začíná v 8:00 hodin, ukončení
nejpozději v 17:00.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Klasifikovaný zápočet bude udělen na základě ohodnocení semestrálního projektu samostatně řešeného studentem.

Učební cíle

Prohloubení teoretických i praktických znalostí v programu ANSYS Fluent o praktiky spojené s řešením problémů spojených s přenosem tepla.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-SUE-P: Výpočtové simulace pro udržitelnou energetiku, magisterský navazující, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Osnova


  • Úvod do modelování přenosu tepla v CFD

  • Zákon zachování energie

  • Vedení tepla

  • Okrajové podmínky při přestupu tepla

  • Součinitel přestupu tepla

  • Přirozená / nucená konvekce

  • Prandtlovo číslo a jeho vliv na přenos tepla v tekutinách

  • Spojený přestup tepla proudění + vedení

  • Modelování radiace (DO + S2S)

  • Výměníky tepla

  • Tepelný komfort

  • Var

  • Konzultace prací na semestrálním projektu

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Osnova


  • Vedení tepla jednoduchou doménou

  • Směšování dvou proudů vzduchu o rozdílných teplotách

  • Stanovení hodnoty součinitele přestupu tepla

  • Přirozeně větraný prostor se zdrojem tepla

  • Výpočet radiace bez přítomnosti participujícího média (S2S přístup)

  • Výpočet radiace s participujícím médiem (DO metoda)

  • Výměník tepla

  • Výpočet proudění kolem tepelného manekýna

  • Var pomocí Volume of Fluid přístupu

  • Konzultace prací na semestrálním projektu