Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2016/2017

Metoda konečných objemů

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 338-0525/01
Zkratka MKO
Název předmětu česky Metoda konečných objemů
Název předmětu anglicky Finite Volume Method
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení
Garant předmětu prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc.

Osnova předmětu

OSNOVA PŘEDMĚTU
1. P.: Úvod, numerické modelování proudění – různé komerční systémy, ANYSY CFX, Typy úloh Integrace CFX v programovém balíku ANSYS
C.: práce na pracovních stanicích SUN, operační systém na bázi LINUXu, úvod do ANSYS CFX
2. P.: Souřadný systém, Navier-Stokesova rovnice (laminární proudění), sčítací pravidla, příklady, proudění při náhlém rozšíření průřezu
C.: Tvorba geometrie náhlého rozšíření (schod) v prostředí ANSYS Workbench, princip tvorby výpočetní oblasti a úprava geometrie, vytvoření výpočetní sítě, postup při vytváření sítě, porovnání sítě pro FEM a CFD.
3. P.: Fyzikální význam turbulence
C.: CFD model proudění při náhlém rozšíření průtočného průřezu, laminární režim proudění. Import sítě, kompatibilní sítě.
4. P.: Matematický model turbulence, N-S rovnice, rovnice kontinuity, Reynoldsova napětí, časové středování, Reynoldsova pravidla, Boussinesqova hypotéza, dvourovnicový model turbulence
C.: Vyhodnocení výsledku simulace laminárního proudění v oblasti s náhlým rozšířením. Vytvoření vyhodnocovacího souboru v postprocesoru.
5. P.: Obecná rovnice zachování, příklad rovnice vedení tepla+okrajové a počáteční podmínky, numerické metody řešení (diferenční metoda, metoda konečných objemů)
C.: Výpočet neizotermního proudění při přirozené konvekci, různé varianty.
6. P.: Integrace metodou konečných objemů pro jednorozměrnou rovnici kontinuity a pohybovou rovnici, iterační cyklus, interpolační schéma, konvergence (reziduály), skládání proudů, definování příměsi-multifázové modely
C.: Stanovení místní ztráty v oblasti s náhlým rozšířením, testování vlivu modelu turbulence na hodnotu ztrátového součinitele. Definování okrajových podmínek funkcí, změřenými daty. Export dat z postprocesoru, vyhodnocení dat v EXCELU.
7. P.:Okrajové podmínky, podmínky vstupu a výstupu, podmínky symetrie, periodické podmínky, podmínky na stěně, přestup tepla stěnou, časově závislá úloha
C.: Modelování rozptylu příměsi, Lagrangeuv přístup.
8. P.: Proudění s pevnými částicemi a kapkami, příměsi a jejich definice. Definice tahového a vztlakového součinitele kapičky – pevné částice.
C.: Modelování rozptylu znečišťující látky (polutant)
9. P.: Metody řešení diskretizovaných rovnic, LGS řešič, multigrid.
C.: Modelování rozptylu příměsi, Eulerův přístup, multifázová směs voda-vzduch
10. P.: Stručný přehled modelů turbulence dostupných v CFX, nula-rovnicový model, k- model, RNG k- model, RSM model, modely LES, SAS, DES.
C.: Modelování přestupu tepla a vedení tepla v pevné stěně.
11. P.: Proudění skutečných kapalin, zákon zachování hmoty, hybnosti, energie při stlačitelném proudění
C.: Příklad sdruženého výpočtu CFD-FEM, tzv. FSI (Fluid-Solid Interaction).
12. P.: Zadání individuálních seminárních prací, diskuze
C.: Řešení individuální seminární práce
P.: Specielní nastavení v programu CFX, multidoménové simulace
C.: Řešení individuální seminární práce
13. P.: Integrace CFX ve Workbench, obecný postup při návrhu a výpočtu strojní součásti
C.: Řešení individuální seminární práce

Povinná literatura

ANSYS CFX- ANSYS CFX RELEASE 11.0, Theory Guide, Tutorials. Southpointe: ANSYS, Inc., 2006.
BLEJCHAŘ, T.: Návody do cvičení „Modelování proudění“ – CFX, [Skripta].VŠB-TU OSTRAVA, 2008, 132 s.

Doporučená literatura

KOZUBKOVÁ, M.: Modelování proudění, Fluent I., [Skripta].VŠB-TU OSTRAVA, 2008, 154 s.